理论断裂强度与脆断理论课件.ppt

材料的损伤与断裂Damage and Fracture of Materials;绪 论Introduction;本课程研究目的：  研究损伤与断裂的机理和规律；学习损伤与断裂的表征方法；预测构件的使用寿命,为防止事故发生及延长构件使用寿命提供设计依据。;晶体学原理(Principles of Crystallography)： crystal lattice, metallic bond, slip systems, stacking fault, lattice constants, crystallographic indices, phase, diffusion, phase transformation, ordered or disordered solid solution, texture, orientation, fcc (Al, Cu, ?-Fe)，bcc (?-Fe, Cr, V, W)，hcp (Zn, Mg, Be) 晶体缺陷(Defects in crystals)：?distortion 点缺陷(point defects): vacancy, interstitial atom, foreign interstitial atom 空位：未被占据的（或空着的）原子位置。 间隙原子：进入点阵间隙中的原子。 置换原子：替换基体原子位置的外来原子 线缺陷(linear defects): dislocation，原子错排的过渡区域。 刃型位错（edge dislocation），位错线垂直于滑移方向。 螺型位错（screw dislocation），位错线平行于滑移方向。;面缺陷 （area defects） 层错（ stacking fault ）：是指密排晶体结构中的整层密排面上的原子发生了错排，这是晶体在滑移过程中造成的一种缺陷。它是一种晶格缺陷，它破坏了晶体周期排列的完整性，从而引起能量升高。通常把产生单位面积层错所需的能量称 为“层错能”。 晶界（grain boundary）：多晶体中每个晶粒是靠晶界将其联成一体。根据两部分晶体之间存在的位向差值θ的不同，可将晶界分为： ?大角度晶界：相邻部分晶体的位向差θ 10o 小角度晶界： 相邻部分晶体的位向差θ 10o 亚晶界：相邻部分晶体的位向差θ 2o 相界（phase boundary）：是指具有不同结构的两种固相之间的界面。 ;金属塑性变形机制(Mechanics of plastic deformation)：(位错理论) Slip（滑移）: slip plane, slip direction, glide（交滑移）, climb（攀移），割阶 Twin（孪生）：twin boundary, shear deformation, Creep（蠕变）：diffusion, low stress Boundary slipping（晶界滑移）：超塑性(super-plasticity) 材料的主要变形机理 回复与再结晶(Recovery and re-crystallization)： 动态回复与动态再结晶 (dynamic recovery and re-crystallization) 静态回复与静态再结晶 (static recovery and re-crystallization); ;扩散与相变(Diffusion and phase transformation)： 理解：强化相(strengthening phases)的析出(precipitation)与溶解(resolution) 强化机制(strengthening mechanics)： solid solution hardening(固溶强化)、precipitation hardening(沉淀强化)、dispersion hardening(弥散强化)、(strain hardening)形变强化、grain boundary hardening(晶界强化)、phase transformation hardening(相变强化) 力学原理（mechanical theory): 弹性力学(elastic mechanics)：542, 理解distortion?stress field 塑性力学(plastic mechanics): yield conditions(Tresca, Mises), plastic constitutive equation