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文档简介

结构件不可避免的存在宏观裂纹 结构件在低应力下脆性破坏正是由微裂纹导致的 P47 2 4应力场强度因子和平面应变断裂韧性 I型 II型 III型 c Kc K为与材料 试件尺寸 形状及受力状态等有关的系数 当 c或K cc1 2时 材料立即断裂 裂纹长度与断裂应力的关系 实验总结 裂纹尖端附近应力与各个参数的关系 强调的是数值关系 试样未必断裂 2 4 2裂纹尖端应力场分析 ij K1 2 r 1 2fij P49 其中 K1为与外加应力 裂纹长度c 裂纹种类和受力状态有关的系数 称为应力场强度因子 其下标表示是I型扩展类型 单位是Pa m1 2 在r C处 即为裂纹尖端处的一点 0 得 yy K1 2 r 1 2此时 使裂纹扩展的主要动力是 yy 由 yy K1 2 r 1 2 A yy A 2 c 1 2 见2 3节 可得K1 Y c1 2K1是反映裂纹尖端应力场强度的强度因子 Y为几何形状因子 和裂纹型式 试件几何形状有关 求K1的关键在于求Y 2 4 3应力场强度因子及几何形状因子 临界应力强度因子K1C 平面应变断裂韧性 当K1随着外应力增大到某一临界值 裂纹尖端处的局部应力不断增大到足以使原子键分离的应力 f 此时 裂纹快速扩展并导致试样断裂 因此 需要满足K1 Y c1 2 K1c 2 4 4临界应力场强度因子及断裂韧性 经典强度理论与断裂力学强度理论的比较经典强度理论断裂强度理论断裂准则 f nK1 c K1c 有一构件 实际使用应力为1 30GPa 有下列两种钢供选 甲钢 f 1 95GPa K1c 45MPa m1 2乙钢 f 1 56GPa K1c 75MPa m1 2传统设计 甲钢的安全系数 1 5 乙钢的安全系数1 2断裂力学观点 设最大裂纹尺寸为1mm 计算得
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