断裂力学ch7-动态裂纹扩展_76680560教程.ppt
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;;;;为什么？ ;;只剩一个未知量A，怎么定？;;;;;;;;;（思考何种波速） ;;;;;;;;;;
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疲劳与断裂力学 第 章 疲劳裂纹扩展.ppt
? Forman 公式常用于预测应力比的影响。 R 增大，裂纹扩 展速率增大，与试验观察是一致的。 ? Forman 公式只在 R0 时正确。 ? 一般认为与 R=0 相比， R0 对 da/dN 没有显著影响。这仍与 材料有关，对有些材料，也有研究者在 R0 时得到较高 da/dN 。 注意： 但是，在 高温或腐蚀环境下 ，频率及波形对 d a /dN 的影响 显著增大，是不容忽视的。 2 、加载频率的影响 30Cr 2 WmoV 钢 (30 万千瓦汽轮机高 压转子钢 ) 频率影响实验。 低速区 ：加载频率对 d a /dN 基本无 影响。 中速率区 ： f ? ， d a /dN ? 。有
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结构力学本构模型：断裂力学模型：断裂韧度与裂纹扩展
准则技术教程
1结构力学本构模型：断裂力学模型：断裂韧度与裂纹扩展
准则
1.1绪论
1.1.1断裂力学的基本概念
断裂力学是结构力学的一个分支，主要研究材料在裂纹存在下的行为，以
及裂纹如何在应力作用下扩展。它结合了材料科学、固体力学和数学分析，为
预测和控制工程结构中的裂纹扩展提供了理论基础。断裂力学的核心是理解裂
纹尖端的应力场和能量释放率，以及这些因素如何影响裂纹的稳定性。
1.1.2断裂韧度的定义与重要性
断裂韧度（FractureToughness）是材料抵抗裂纹扩展的能力的度量
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材料力学之断裂力学分析算法：疲劳裂纹扩展预测：疲劳裂纹扩展预测算法设计
1绪论
1.1疲劳裂纹扩展预测的重要性
在工程设计与维护中，疲劳裂纹扩展预测扮演着至关重要的角色。材料在反复的应力作用下，即使应力水平低于其静态强度，也可能产生裂纹并逐渐扩展，最终导致结构失效。这种现象被称为疲劳。预测疲劳裂纹的扩展，可以帮助工程师在设计阶段优化结构，确保其在预期寿命内安全可靠，同时在维护阶段及时发现并修复潜在的裂纹，避免灾难性事故的发生。
1.2断裂力学基础理论简介
断裂力学是研究材料裂纹行为的学科，它提供了评估裂纹扩展和预测结构完整性的方法。其中，线弹性断裂
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(高清版)-B-T 41933-2022 塑料 拉-拉疲劳裂纹扩展的测定 线弹性断裂力学(LEFM)法.pdf
ICS83.080.01
CCSG31
中华人民共和国国家标准
GB/T41933—2022
塑料拉-拉疲劳裂纹扩展的测定
线弹性断裂力学(LEFM)法
Plastics—Determinationoftension-tensionfatiguecrackpropagation—
Linearelasticfracturemechanics(LEFM)approach
(ISO15850:2014,MOD)
2022-12-30发布2023-04-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会发布
GB/T41933—2022
目次
前言I
1范围1
2规范性引用文件1
3术语和定义1
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基于两水平嵌套光滑扩展无网格法的动态断裂力学问题研究.docx
基于两水平嵌套光滑扩展无网格法的动态断裂力学问题研究
基于两水平嵌套光滑扩展无网格法在动态断裂力学问题研究中的应用
一、引言
动态断裂力学是研究材料在动态载荷下断裂行为的重要学科，其研究对于工程结构的安全性、稳定性以及耐久性具有重要意义。然而，由于动态断裂过程的复杂性，传统的数值方法往往难以准确模拟。近年来，无网格法作为一种新兴的数值方法，因其无需网格依赖性和良好的适应性，在动态断裂力学问题中得到了广泛应用。本文将重点研究基于两水平嵌套光滑扩展无网格法在动态断裂力学问题中的应用。
二、两水平嵌套光滑扩展无网格法的基本原理
两水平嵌套光滑扩展无网格法是一种基于无网格法的数值方法，其基本原理是通过
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断裂力学与断裂韧会计学第1页/共44页美国在二战期间有5000艘全焊接的“自由轮”，其中有238艘完全破坏，有的甚至断成两截。20世纪50年代，美国发射北极星导弹，其固体燃料发动机壳体采用了高强度钢D6AC,屈服强度为1400MPa，按照传统的强度设计与验收时，其各项性能指标包括强度与韧性都符合要求，设计时的工作应力远低于材料的屈服强度，但发射点火不久，就发生了爆炸。第2页/共44页第3页/共44页第4页/共44页3.1材料的断裂理论式中:σc ——断裂应力，E——弹性模量，a ——裂纹长度之半，r——表面能。这个公式称为葛里菲斯公式。它成功地解释了为什么实际晶体的强度远低于理论强度。第5页/
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断裂过程中，释放的能量主要耗散在裂纹尖端附近材料的塑性流动中。对于特定材料，能量耗散过程中所需要的应变能释放率被称为临界应变能释放率，即可以得到裂纹启裂所需要的拉伸应力：线弹性断裂力学第93页,共94页，星期六，2024年，5月K与之间的关系根据能量释放率得到了无限大板中的临界应力和临界裂纹长度：在理想脆性情况下:根据K准则，也可以得到(由):第94页,共94页，星期六，2024年，5月*********************确定塑性区尺寸的Irwin理论第61页,共94页，星期六，2024年，5月说明平面应力与平面应变的塑性区形状不同。这样的形状容易从其应力状态的差异想象出来。平面应变的塑
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程
1结构力学基础
1.1应力与应变的概念
在结构力学中，应力（Stress）和应变（Strain）是两个基本概念，用于描
述材料在受力时的内部反应和变形情况。
1.1.1应力
应力定义为单位面积上的内力，通常用符号σ表示。它分为两种类型：-
正应力（NormalStress）：垂直于截面的应力，可以是拉应力或压应力。-切应
力（ShearStress）：平行于截面的应力。
1.1.2应变
应变是材料在应力作用下发生的变形程度，通常用符号ε表示。应变也有
两种类型：-线
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教程
1绪论
1.1断裂力学的基本概念
断裂力学是结构力学的一个分支，主要研究材料在裂纹存在下的行为，以
及裂纹如何扩展导致材料最终断裂。在断裂力学中，关键的概念包括：
应力强度因子（StressIntensityFactor,K）：是衡量裂纹尖端应力集
中程度的参数，对于预测裂纹扩展路径和速度至关重要。
断裂韧性（FractureToughness,KIC）：材料抵抗裂纹扩展的能力，
通常在材料的特定温度下定义。
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* 是巧合还是有别的原因？ 如何理解记忆? 问题：如何实现纯II型加载？ * 第六章 复合型断裂判据—
判断裂纹起裂和拐弯
先前的工作都假设裂纹始终沿裂纹面直线扩展，事实上裂纹是会拐弯的。有三种理论可以判断裂纹扩展的角度
最大环向拉应力强度因子理论
最大能量释放率理论
最小应变能密度强度因子理论？？？
裂纹混合类型分类
纯I型裂纹沿裂纹平面延长线呈直线扩展
纯III型裂纹沿裂纹平面延长线呈直线扩展
所以I型和III型混合裂纹仍沿裂纹平面延长线呈直线扩展
当有II型裂纹存在时，裂纹不再沿裂纹平面延长线扩展，目前研究较多的是I型和II型的混合型裂纹。而且多数限于线弹性断裂
I型
II型
I
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【题3-8】如何计算左端的应力强度因子？（仍用此坐标系表达） 无限长裂纹 半无限长裂纹 Green函数 权函数方法也可用于三维裂纹 线性叠加法 对于线弹性材料，只要断裂模式是一致的，应力强度因子也可以叠加。 已知b、c的应力强度因子，如何求a的强度因子？ 线性叠加法 思考题？ 讨 论 渐近解与全场解的比较 渐近解 全场解 K主导区域 坐标在裂纹中心 l为最小的特征尺度 小 结 （二） K与G之间的关系 求解K的方法Westergaard函数法、权函数法、线性叠加法 讨论关于渐近解与全场解的比较 作 业 题 【作业题3-5】：仿照讲义中III型裂纹KIII与G之间的推导，独立推导I、II型裂
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哈工大断裂力学讲义(第三章 裂纹的断裂准则 ).ppt
* * 第三章 裂纹的断裂准则 裂纹的断裂准则:带裂纹的构件发生断裂的临界条件. §3.1 单一型裂纹的断裂准则 一.阻力曲线法 以平面应力为例说明 1.裂纹扩展的推动力 与试件的类型有关 2.裂纹扩展阻力 裂纹扩展单位长度所需要消耗的能量. 裂纹扩展 测定 计算 阻力曲线 3.临界条件 只有 点是失稳的扩展条件 二.能量判据 三.应力强度因子判据 §3.2 最大周向正应力理论 一.复合型裂纹断裂判据需要解决的问题 裂纹沿什么方向扩展 确定开裂角; 裂纹在什么条件下开始扩展 确定临界条件 二.最大周向正应力判据 1.假定: 裂纹初始扩展沿着