疲勞與斷裂第七章彈塑性斷裂力學簡介2ppt課件

1、2aWs ss s屈服區(qū)屈服區(qū) 則塑性區(qū)將擴展至整個截面，造成全面屈服，則塑性區(qū)將擴展至整個截面，造成全面屈服， 小范圍屈服將不再適用。小范圍屈服將不再適用。中低中低強度強度材料材料s sys低低K1c高高斷裂斷裂 c 大大裂尖裂尖 rp 大大2axyoCTODCTODLEFMIrwen修正不修正不再適用再適用斷裂與裂紋張斷裂與裂紋張開尺寸相關(guān)開尺寸相關(guān)裂紋張開位移裂紋張開位移(COD) c 大，大， rp 大，大，裂紋越來裂紋越來 越張開。越張開。)2lnsec(8ysysEas spspsp ps sd d = =2axyo2aeff=2a+2rpCTODCTOD122281lnyss s

2、s sp p)2lnsec(yss spsps- -= =- -)2lnsec(8ysysEas spspsp ps sd d = = 注意到當注意到當x1時有：時有：11-x1+x1-x2=1+x 寫為一般式：寫為一般式： (7-12) =1，平面應(yīng)力；，平面應(yīng)力； =(1-2)/2，平面應(yīng)變，平面應(yīng)變。 由由 和和)2lnsec(8ysysEas spspsp ps sd d = =2228yss ss sp p= =)2lnsec(yss spsps)2lnsec(8ysysEas spspsp ps sd d = =L=4WWPh 將將分為彈性部分分為彈性部分e e和和塑塑 性部分性部

3、分p p，即，即 = =e+e+p pL=4WWPhVd d機械切口機械切口疲勞裂紋疲勞裂紋a 彈性部分彈性部分e可由前面由可由前面由 (7-12)式給出，即：式給出，即：eVd dr (W-a)OappBDBD刀口厚刀口厚度為度為 h h 大范圍屈服情況下，不同材大范圍屈服情況下，不同材料測得的料測得的r多在多在0.3-0.5間。間。 故國標故國標GB2358-1994建議將建議將轉(zhuǎn)動因子轉(zhuǎn)動因子r取為取為0.45。 英國標準協(xié)會建議英國標準協(xié)會建議r取取0.4。Vd dr(W-a)OappBDBD0.10.30.50.20.50d (mm)d (mm)r-COD關(guān)系關(guān)系 標準三點彎曲試樣，

4、標準三點彎曲試樣，L=4W； 本題本題a/W=26/50=0.52；代入上式后可計算；代入上式后可計算 K1 。)52. 0(57.14)52. 0 (18.14)52. 0 (20. 8)52. 0 (735. 1090. 1432+-+-=1.4765 用用MN-m-MPa單位系，有：單位系，有：1KmMPa3 .1014765. 1026. 014. 305. 0025. 0105063= = =- -K4765. 1026. 014. 305. 0025. 01060631mMPa5 .121= = =- - 故故CTOD為：為： 與控制低應(yīng)力脆斷的與控制低應(yīng)力脆斷的K1c一樣，臨界一

5、樣，臨界CTOD值值(c)可作為控制彈塑性斷裂是否發(fā)生的材料參數(shù)。可作為控制彈塑性斷裂是否發(fā)生的材料參數(shù)。 以以CTOD為控制參量的彈塑性斷裂判據(jù)寫為：為控制參量的彈塑性斷裂判據(jù)寫為： (7-16)cd dd d 上述判據(jù)給出了斷裂應(yīng)力、裂紋尺寸、斷裂抗上述判據(jù)給出了斷裂應(yīng)力、裂紋尺寸、斷裂抗 力間的關(guān)系，已知其中二者，即可估計另一個參數(shù)力間的關(guān)系，已知其中二者，即可估計另一個參數(shù) 的可用范圍，即進行初步的彈塑性斷裂控制設(shè)計。的可用范圍，即進行初步的彈塑性斷裂控制設(shè)計。作用作用d(s,a)抗力抗力(資料資料)p pP Pt td dNs szzzzNs sPcccs s)2lnsec(8ysysEas spspsp ps sd d = =)12008002lnsec(1020014. 3120083= =p pa=0.0106a由由(7-10)式有：式有：s s 討論：假設(shè)按小范圍屈服計算，由討論：假設(shè)按小范圍屈服計算，由(7-11)式有：式有： 或?qū)憺榛?/p>