- 1、本文档共38页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
材料的力学性能-3-材料的断裂
4、材料的断裂
4.1
断裂是材料和机件主要的失效形式之一,其危害性极大,特别
是脆性断裂,由于断裂前没有明显的预兆,往往会带来灾难性的后
果。工程断裂事故的出现及其危害性使得人们对断裂问题非常重视。
研究材料的断裂机理、断裂发生的力学条件以及影响材料断裂
的因素,对于机械工程设计、断裂失效分析、材料研究开发等具有
重要意义。
断裂是一个物理过程,在不同的力学、物理和化学环境下会有
不同的断裂形式,如疲劳断裂、蠕变断裂、腐蚀断裂等。
断裂之后断口的宏观和微观特征与断裂的机理紧密相关。
4.2 断裂强度
4.2.1 晶体的理论断裂强度
晶体的理论断裂强度是指将晶体原子分离开所需的最大应力,它与晶体的弹
性模量有一定关系,弹性模量表示原子间结合力的大小,只表示产生一定量的
变形不同晶体所需要的力大小,晶体的理论断裂强度就是这个应力的最大值。
2 x
π
σ σ sin
m λ
λ E
σ .
m
2π a°
1
γ 2
E
σm = s 实际金属材料,其断裂应力为理论的值的
a° 1/10~1/1000,潜力巨大。
4.2 断裂强度
4.2.2 材料的实际断裂强度
为了解释玻璃,陶瓷等脆性材料理论断裂强度和实际断裂强度的巨大
差别,格雷菲斯(A.A.Griffith)在1921年提出了断裂强度的裂纹理论。
这一理论的基本出发点是认为实际材料中已经存在裂纹,当平均应力
还很低时,局部应力集中已达到很高数值,从而使裂纹快速扩展并导
致脆性断裂。根据能量平衡原理,由于存在裂纹,系统弹性能降低应
该与因存在裂纹而增加的表面能相平衡。如果弹性能降低足以支付表
面能增加之需要时,裂纹就会失稳扩展引起脆性破坏。
4.2 断裂强度
4.2.2 材料的实际断裂强度
一单位厚度的无限宽薄板,对之施加一拉
应力,而后使其固定并隔绝外界能源。用
无限宽板是为了消除板的自由边界的约束。
这样,在垂直板表面的方向上可以自由位
移,板处于平面应力状态。
单位体积储存的弹性能 σ2 / 2E
2 2
πσ a
割开裂纹释放的弹性能 U −
e E
形成裂纹需要的表面功W=4aγs
4.2 断裂强度
4.2.2 材料的实际断裂强度
系统总能量变化及每一项能量均与
裂纹半长有关。
1
2Eγ 2
σc = s
πa
c
σc 即为有裂纹物体的实际断裂强度,它表明,
在脆性材料中,裂纹扩展所需之应力为裂
纹尺寸之函数。
4.2 断裂强度
4.2.2 材料的实际断裂强度
您可能关注的文档
最近下载
- 放紧线工作及安全注意事项.pptx
- 统编版道德与法治六年级上册期末试卷(含答案).docx VIP
- 部编版语文四年级上册第2单元习作《我的家人》课件.pptx VIP
- 2024年重庆市安全员-B证考试题库附答案.doc VIP
- 《汽车发动机再制造过程质量控制研究》16000字.doc
- 航空学院航空法规.ppt
- 隧道注浆堵水施工方案.pdf
- 统编版六年级上册道德与法治期末测试卷(含答案).doc VIP
- 必考点10等边三角形的性质与判定-【题型·技巧培优系列】2022-2023学年八年级数学上册精选专题(人教版)(原卷版+解析).docx VIP
- 2024新信息科技三年级第一单元:开启信息生活大单元整体教学设计.docx
文档评论(0)