精品文档---下载后可任意编辑第一节 Griffith 断裂理论第二节裂纹扩展的能量判据能量释放率 G裂纹扩展单位面积时,系统所提供的弹性能量是裂纹扩展的动力,此力叫裂纹扩展力或称为裂纹扩展时的能量释放率。以表示(1 表示Ⅰ型裂纹扩展)。G 与外加应力,试样尺寸和裂纹有关,而裂纹扩展的阻力为,随,能克服裂纹失稳扩展阻力,则裂纹使失稳扩展而断裂,这个的临界值它为,称为断裂韧性。表示材料组织裂纹试稳扩展时单位面积所消耗的能量。平面应力下: 平面应变下: G 的单位。第三节 裂纹顶端的应力场可看成线弹性体三种断裂类型最危险Ⅰ型Ⅰ 型裂纹顶端的应力场无限大平板中心含有一个长为 2a 的穿透裂纹,受力如图欧文(G。R。Irwin)等人对Ⅰ型裂纹尖端附近的应力应变进行了分析,提出应力应变场的数字解析式,由此引出了应变场强度因子的概念。并建立了裂纹失稳扩展的 K 判据和断裂韧性。若用极坐标表达式表达,则有近似数字表达式:当裂尖某点不确定,即一定后,应力大小均由决定———盈利强度因子故大小反映了裂纹尖端应力场的强弱,取决于应力大小,裂纹尺寸。 应力场强度因子及判据将上面应力场方程写成:其中 Y:形状系数。 对无限大板 Y=1。:当此参量达到临界时,在裂纹尖端足够大的范围内,应力便会达到断裂强度,裂纹便沿着 X 轴失稳扩展,从而使材料断裂。这个临界或失稳状态的值记为断裂韧性。为平面应变的断裂韧性,表示在平面应变下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力,显然可见,材料的越高,则裂纹体的断裂应力或临界断裂尺寸就越大,表明难以断裂。因此是材料抵抗断裂的能力断裂判据: 或裂纹体在受力时,只要满足上式条件,就会发生脆性断裂。反之,即使存在裂纹,若,也不会断裂,这种情况称为破损安全。应用这个关系,可解决以下几个问题:① 确定构件临界断裂尺寸:由材料的急构件的平均工作应力去估算其中允许的最大裂纹尺寸(即已知,求)为制定裂纹探伤标准提供依据② 确定构件承载能力:由材料的及构件中的裂纹尺寸 a,去估算其最大承载能力,(已知,a 求)为载荷设计提供依据。③ 确定构件安全性:据工作应力及裂纹尺寸 a ,确定材料的断裂韧性(已知,a 求)为正确选用材料提供理论依据3.和的区别在于: ① 相对于裂纹试样来说,CVN 或试样缺口根部都是相当钝的,应力集中数要小得多。精品文档---下载后可任意编辑② 中包括了裂纹形成功和扩散功部分,而试样已预制了裂纹,不再需要裂...