网站大量收购闲置独家精品文档,联系QQ:2885784924

断裂力学(1)教材.pptxVIP

  1. 1、本文档共10页,可阅读全部内容。
  2. 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. 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. 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)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

断裂力学

FractureMechanics

第1章绪论

断裂损伤理论及应用

尹双增,清华大学出版社,1992

断裂理论基础

范天佑,科学出版社,2003

断裂力学及其工程应用

李庆芬,哈尔滨工程大学出版社,1998

断裂力学

王铎,广西人民出版社,1982

参考教材

·第1章绪论

●第2章裂纹尖端的应力、应变场

●第3章应力强度因子的计算

·第4章平面应变断裂韧性K₁c测试原理和方法

●第5章断裂判据

●第6章COD原理及其判据

·第7章J积分原理及其判据

●第8章断裂力学在工程中的应用

·第9章断裂力学研究新进展

课程内容

第1章绪论

1断裂力学的产生

断裂力学是上世纪六十年代左右发展起来的新学科,是固体力学的一个重要分支,由于与工程技术有密切关系而发

展迅速。

以往衡量材料或结构是否安全是以材料的强度来判断的,即:

这种强度计算方法已有一百多年的历史。但后来工程中发生

的一系列低应力破坏事故使传统的设计理论发生动摇。

若干断裂事故

1950年美国北极星导弹发动机壳体试验时爆炸破坏,高强度合金,传统强度和韧性指标合格,爆炸时工作压力远低于许用应力:材料的屈服强度是1600MPa,而爆炸时的工作应仅为700MPa。

比利时刚建成的一座跨度为75.4米大桥,突然发生破坏,整座桥断成三截。1938年-1943年期间,这样破坏的焊接桥梁有40座之多。

1947年,苏联4500m³石油储罐,-43。C,底部和下部壳连

接处,大量裂纹。(低温、脆性、焊点应力集中、内外温差)

1963年,美国F-111飞机训练中,左翼脱落,飞机坠毁,而当时飞行速度、负荷远低于设计指标。(热处理不当、机翼枢

轴出现缺陷,疲劳载荷,裂纹)

2005年2月,美国停飞了30架E型C-130“大力士”飞机,另

外60架其他型号,包括某些E型、H型、H1型和HC-130P/N型飞机,美空军也决定处于受限飞行状态。

中央机翼盒结构在一系列检测中发现有裂纹,而且这些裂纹的数量在增多并且程度加剧

一系列严重灾难,这些事故中毁坏的结构是经过传统强度理论

严格设计的,为什么不断出现断裂呢?

(屈服),σ,为屈服应力,塑性材料

为强度极限,脆性材

(破坏),0

0料

循环加载,σ.₁为疲劳极限,n1为循环载荷下的安全系数

这些结构大多由高与超高强度材料制造,高强度钢屈服应力

σ,≥1400MPa而普通钢仅200MPa,且材料韧性也很好S≥5%

(材料可按延伸率分为脆性和韧性两大类,5%为界限)

事故原因分析

研究发现众多工程事故都有以下共同特点:

(1)破坏时工作应力水平大大低于材料的屈服应力;

(2)破坏起源于构件内的微小裂纹。

这表明传统的强度设计方法尚不足以保证构件的安全。

对微小裂纹的破坏机制需作专门研究,断裂力学就是在这种情况下产生的。

2研究对象与任务

断裂力学是研究带裂纹体的强度和裂纹扩展规律的一门学科。

任务:

1)研究裂纹尖端附近的应力变化。

2)掌握裂纹在荷载作用下的扩展规律。

3)了解带裂纹构件的承载能力。

4)提出抗断裂设计的方法,保证构件安全。

断裂力学是常规强度设计的发展和补充,它并不能完全代替传统的

强度设计理论。

应用条件:

1)对象是带裂纹和缺陷的物体

2)要有能使断裂产生的应力(一般为拉应力)

3)材料本身对脆断敏感(韧性低)

3应力集中和断裂破坏

问题:

材料产生裂纹后破坏应力要比无缺陷材料的

破坏强度低得多,为什么?

应力集中

在相同外荷载作用下,裂纹尖端的应力比无裂纹处要大得多,当应

力达到临界值时,裂纹扩展,构件相连接的部分进一步变少,最后导致构件破坏。

应力无法通过断口,只能绕行,都挤在裂纹尖端处,发生应力集中。

上图中的材料无裂纹,应力均匀通过,各截面应力平均分布。

而下图由于有裂纹,材料断开,

4断裂韧性和应力强度因子的概念

构件含有的裂纹越长,应力集中越严重,构件的断裂应力也就越低。实验表明:

1)断裂应力σ与裂纹尺寸a的平方根成反比:

2)断裂应力σ与裂纹形式、加载方式有关:

Y为与裂纹形式、加载方式有关的量。

这个常数表明了材料抵抗断裂的能力,称之为断裂

韧性(或断裂韧度),用K₁c表示。

kc=0var

实践表明:KIc越大,材料抵抗断裂的能力越大。它可用实验测出。

对于每一种特定工艺状态下的材料来说:

应力强度因子的概念

裂纹尖端附近一点A(r;θ),ra,a为裂纹尺寸。由弹

性理论有:

式中K₁是与裂纹大小、形状和σ有关的量,但和r、0无关。

当r和0一定时,裂端区应力场的强度完全由K1值的大小来决定。因此称K¹为I型裂纹的应力强度因

文档评论(0)

阿弥陀佛 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档