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2024年7月23日無機材料物理性能第六講應(yīng)力場強度因子和平面應(yīng)變斷裂韌性2002年11月19日，希臘“威望”號油輪在西班牙加利西亞省所屬海域觸礁，斷裂成兩截，隨后逐漸下沉。據(jù)悉，這艘船上共裝有7.7萬噸燃料油。生態(tài)學(xué)家稱這可能是世界上最嚴(yán)重的燃油泄漏事件之一。1912年號稱永不沉沒的豪華的泰坦尼克號(Titanic)沉沒于冰海中。1985年以后，探險家們數(shù)次深潛到海底研究沉船，取出遺物。1995年2月美國《科學(xué)大眾》(PopularScience）雜志發(fā)表了RGannon的文章，標(biāo)題是『WhatReallySankTheTitanic』,回答了80年未解之謎。上圖是兩個沖擊試驗結(jié)果，左面的試樣取自海底的Titanic號，右面的是近代船用鋼板的沖擊試樣。由于早年的Titanic號采用了含硫高的鋼板，韌性很差，特別是在低溫呈脆性。所以，沖擊試樣是典型的脆性斷口。近代船用鋼板的沖擊試樣則具有相當(dāng)好的韌性。裂紋擴展方式裂紋尖端應(yīng)力場分析掰開型2arxyσσ裂紋尖端應(yīng)力場分析掰開型KI稱為應(yīng)力場強度因子裂紋尖端應(yīng)力場分析掰開型裂紋尖端處的一點：裂紋擴展的主要動力：

y裂紋尖端應(yīng)力場分析滑開型裂紋尖端應(yīng)力場分析撕開型應(yīng)力場強度因子大而薄的板，中心穿透裂紋

大而薄的板，邊緣穿透裂紋

三點彎曲切口梁

線性斷裂力學(xué)判據(jù)

KI=KIC

KI—應(yīng)力強度因子

KIC—斷裂韌性(由實驗確定)應(yīng)力場強度因子臨界應(yīng)力場強度因子由Griffith理論，已得出：(平面應(yīng)力狀態(tài))

(平面應(yīng)變狀態(tài))

故即22§2-5

裂紋的起源與快速擴展裂紋的起源

晶體微觀缺陷發(fā)展成裂紋材料表面的機械強度損傷與化學(xué)腐蝕形成的表面裂紋──最危險的的裂紋(裂紋的擴展由表面裂紋開始)熱應(yīng)力引起裂紋氣體逸出形成的裂紋晶體生長或無定形向晶形轉(zhuǎn)變形成裂紋裂紋的起源與快速擴展裂紋的快速擴張（失穩(wěn)擴展）裂紋擴展的動力：裂紋擴展的阻力：

Gc=2

超過臨界狀態(tài)后，多余的能量的去向裂紋的加速擴展裂紋的繁殖最后形成復(fù)雜的斷面防止裂紋擴展的措施使用應(yīng)力不超過σc

在材料中設(shè)置吸收能量的裝置

人為地在材料中造成大量極微細(xì)的小于臨界尺寸的裂紋。思考題：同一種材料作強度測試時，大小試樣的強度是否相同？為什么？如何防止低

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