第4章断裂力学与断裂韧性讲义.ppt

第4章 断裂力学与断裂韧性;4.1 断裂强度理论;4.1.1 理论断裂强度 假设：理想的、完整的晶体 理论断裂强度σm：在外加正应力作用下，将晶体的两个原子面沿垂直于外力方向拉断所需的应力。;4.1 断裂强度理论; ;4.2 裂纹顶端的应力应变特征;4.2 裂纹顶端的应力应变特征;4.2 裂纹顶端的应力应变特征;裂纹顶端的应变特征;4.2 裂纹顶端的应力应变特征;应力场强度因子KI;有效裂纹及KI的修正 方法：裂纹顶点由o点延长到o’点，裂纹半长由a0 a0+ry，称a0+ry为有效裂纹长度，在此裂纹长度下，线弹性理论有效。 修正后：;4.3 断裂韧性指标——断裂韧度;4.3.1 线弹性条件下的断裂韧性;4.3.1 线弹性条件下的断裂韧性;4.3.1 线弹性条件下的断裂韧性;4.3.1 线弹性条件下的断裂韧性;4.3.1 线弹性条件下的断裂韧性;在恒位移条件下，W=0，U=Ue 根据格雷菲斯裂纹体强度理论， ①平面应力 ②平面应变;4.3.1 线弹性条件下的断裂韧性;4.3.1 线弹性条件下的断裂韧性;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;一、J积分原理及断裂韧度JIC 1、J积分的概念 ①来源：由裂纹扩展能量释放率GI延伸出来。 ②推导过程 （1）有一单位厚度（B=1）的I型裂纹体； （2）逆时针取一回路Γ，Γ上任一 点的作用力为T； （3）包围体积内的应变能密度为ω。;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;3、线弹性条件下的COD表达式 基本思路：将塑性区看成等效裂纹。 ;4.3.2 弹塑性条件下的断裂韧性;4.4 影响断裂韧度KIc的因素;4.4 影响断裂韧度KIc的因素;4.4 影响断裂韧度KIc的因素;4.4 影响断裂韧度KIc的因素;4.4 影响断裂韧度KIc的因素;4.4 影响断裂韧度KIc的因素;4.4 影响断裂韧度KIc的因素;4.5 断裂韧性在工程中的应用;4.5 断裂韧性在工程中的应用;基本要求;实验一 断裂韧度的测量;复习题