第4章 断裂力学与断裂韧性

就会突然破裂传统力学或经典的强度理论解决不了带裂 纹构件的断裂问题断裂力学应运而生断裂力学就是研究带裂纹体的力学，它给出了含 裂纹体的断裂判据，并提出一个材料固有性能的 指标——断裂韧性，用它来比较各种材料的抗断 能力。§3.2 格里菲斯(

r1 KI 2 ( ) [cos (1 3 sin 2 )] 2 S 2 2平面应变r1 KI 2 3 ( ) [(1 2 ) 2 cos 2 sin 2 )] 2 S 2 4 2塑性区的边界方程图形如右下图：可知平面应变

第二节材料的韧性及断裂力学简介 一、低应力脆断及材料的韧性 人们在对船舶的脆断、无缝输气钢管的脆断裂缝、铁桥的脆断倒塌、飞机因脆断而失事、石油、电站设备因脆断而发生重大事故的分析中，发现了一些它们的共同特点： 1.通常发生脆断时的宏观应力很

2007断裂力学考试试题 B 卷答案 一、简答题（本大题共5小题，每小题6分，总计30分） 1、（1）数学分析法:复变函数法、积分变换；（2）近似计算法：边界配置法、有限元法；（3）实验标定法：柔度标定法；（4）实验应力分析法：光弹性法.

KI是决定应力场强弱的一个复合力学参量，就可将它 看作是推动裂纹扩展的动力，以建立裂纹失稳扩展的力学判据与断裂韧度。当σ和a单独或共同增大时，KI和裂纹尖端的各应力 分量随之增加。当KI增大到临界值时，也就是说裂纹尖端足够大的范 围内应力达

线弹性条件下， 表示含有裂纹尺 寸a的试样，扩展为a+△a后系统势 能的释放率。弹塑性条件下，因为不允许加载， 裂纹扩展就意味着加载，所以 表示裂纹尺寸分别为a 和（ a+△a ） 的两个等同试样，在加载过程中的 势能差值△U与裂纹长度差值

断裂力学习题 一、问答题 1、什么是裂纹？ 2、试述线弹性断裂力学的平面问题的解题思路。 3、断裂力学的任务是什么？ 4、试述可用于处理线弹性条件下裂纹体的断裂力学问题两种方法： 5、试述I 型裂纹双向拉伸问题中的边界条件，如何根据该边界条

定义也就是G表示弹性应变能的释放率或者为裂纹扩展力。 也就是 表示弹性应变能的释放率或者为裂纹扩展力。 表示弹性应变能的释放率或者为裂纹扩展力 因为G是裂纹扩展的动力，当G达到怎样的数值时， 达到怎样的数值时， 因为 是裂纹扩展的动力， 是

a. 对于各种裂纹的应力强度因子计算在断裂力学中已积累了 很多的资料，现已编有应力强度因子手册，多数情况可从手 册中查出K的表达式，而G的计算则资料甚少 。b. 另一方面，K1c和G1c虽然都是材料固有的性能，但从实验测 定来说，K1c更容

材料 σf / E SiO2纤维 1/4 Si晶须 1/26 钢琴弦 1/13 形变热处理钢 1/64 低碳钢 1/700纤维化能大大提升承载能力与安全性能！（2）评价裂纹对材料力学行为的影响2 E s 12 C ( ) c采用无损探伤手

断裂力学与断裂韧性 3.1 概述 断裂是工程构件最危险的一种失效方式，尤其是脆性断裂，它是突然发生的破坏，断裂前没有明显的征兆，这就常常引起灾难性的破坏事故。自从四五十年代之后，脆性断裂的事故明显地增加。例如，大家非常熟悉的巨型豪华客轮－泰

（3－11）式中 1、 2、 3 为主应力。1 1 x y 2 2x y 222 xy由（3－9）式可求得 1 cos 1 sin 2 2 2r KI

第一节 缺口的应力应变集中在拉伸试验中，取σ（应力）＝P（载荷） ÷A（试样截面积）。实际上这只是一种标称应 力，因为实际的应力并非任何时候都在整个截 面上均匀分布。生产和生活实践

断裂力学与断裂韧性 3.1 概述 断裂是工程构件最危险的一种失效方式，尤其是脆性断裂，它是突然发生的破坏，断裂前没有明显的征兆，这就常常引起灾难性的破坏事故。自从四五十年代之后，脆性断裂的事故明显地增加。例如，大家非常熟悉的巨型豪华客轮－泰

3.8 金属材料的断裂韧性的测定3.8.1试样制备测两种：三点弯曲试样和紧凑拉伸试样 裂纹缺口——钼丝线切割加工 0.12mm 疲劳裂纹——高频拉伸疲劳试验机上预制 为了测得稳定的

4.4 影响断裂韧度KIc的因素5. 显微组织 • 凡是强度和塑性较高的组织，裂纹扩展阻力较大， KIc较高，反之KIc较小； • 凡是第二相分布间距较大的组织，孔洞之间越不 容易

断裂力学与断裂韧性 3.1 概述 断裂是工程构件最危险的一种失效方式，尤其是脆性断裂，它是突然发生的破坏，断裂前没有明显的征兆，这就常常引起灾难性的破坏事故。自从四五十年代之后，脆性断裂的事故明显地增加。例如，大家非常熟悉的巨型豪华客轮－泰

无限宽板中Griffith裂纹的能量平衡断裂应力和裂纹尺寸的关系： 2 E c1/ 2Griffith公式因为2 1/ 2 1 Ec与 1/ 2c Ea1/ 2 相似。 1c若取 c 104 a 则实际断裂强度只是理论第三章 断裂力学与

但是在试样表面处，因为 z 0 ，这儿的 K 主导区处于平面应力状态。如果试样足够厚（厚度 B 相对于K主导区很大），在 厚度方向上平力区所占比例很小，裂纹前缘较大地区处于 平面应变状态，这时可近似认为试样处在平面应变条件下， 才可能测出稳