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文檔簡介

結構件不可避免的存在宏觀裂紋 結構件在低應力下脆性破壞正是由微裂紋導致的 P47 2 4應力場強度因子和平面應變斷裂韌性 I型 II型 III型 c Kc K為與材料 試件尺寸 形狀及受力狀態等有關的系數 當 c或K cc1 2時 材料立即斷裂 裂紋長度與斷裂應力的關系 實驗總結 裂紋尖端附近應力與各個參數的關系 強調的是數值關系 試樣未必斷裂 2 4 2裂紋尖端應力場分析 ij K1 2 r 1 2fij P49 其中 K1為與外加應力 裂紋長度c 裂紋種類和受力狀態有關的系數 稱為應力場強度因子 其下標表示是I型擴展類型 單位是Pa m1 2 在r C處 即為裂紋尖端處的一點 0 得 yy K1 2 r 1 2此時 使裂紋擴展的主要動力是 yy 由 yy K1 2 r 1 2 A yy A 2 c 1 2 見2 3節 可得K1 Y c1 2K1是反映裂紋尖端應力場強度的強度因子 Y為幾何形狀因子 和裂紋型式 試件幾何形狀有關 求K1的關鍵在于求Y 2 4 3應力場強度因子及幾何形狀因子 臨界應力強度因子K1C 平面應變斷裂韌性 當K1隨著外應力增大到某一臨界值 裂紋尖端處的局部應力不斷增大到足以使原子鍵分離的應力 f 此時 裂紋快速擴展并導致試樣斷裂 因此 需要滿足K1 Y c1 2 K1c 2 4 4臨界應力場強度因子及斷裂韌性 經典強度理論與斷裂力學強度理論的比較經典強度理論斷裂強度理論斷裂準則 f nK1 c K1c 有一構件 實際使用應力為1 30GPa 有下列兩種鋼供選 甲鋼 f 1 95GPa K1c 45MPa m1 2乙鋼 f 1 56GPa K1c 75MPa m1 2傳統設計 甲鋼的安全系數 1 5 乙鋼的安全系數1 2斷裂力學觀點 設最大裂紋尺寸為1mm 計算得

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