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什么是断裂力学?断裂力学的分类有哪些? 断裂力学与材料力学的关系?

工程中的断裂事故


(1)1969年美国F-111飞机在执行飞行训练途中,做投弹恢复动作时,左翼脱落导致飞机坠毁。当时的飞行速度、总重量和过载等指标远低于设计指标,经检查分析后发现是制造时热处理不当,机翼枢轴出现缺陷,漏检后经疲劳载荷作用,裂纹继续扩展,造成低应力破坏。


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(3)1938年比利时费廉尔大桥断成三截。

……


什么是断裂力学?


大量研究指出,脆断总是由宏观裂纹引起的,而对于大多数零件和结构来说,宏观裂纹的存在是不可避免的。带裂纹材料的强度取决于材料对裂纹扩展的抗力,这种抗力由材料内部属性决定。应用弹、塑性理论和新的试验技术,研究裂纹尖端附近的应力、应变场和裂纹的扩展规律,即为断裂力学。


构件断裂的过程


(1)裂纹的生成: ① 在环境(疲劳、腐蚀、应力、温度等)的影响下,在构建的应力集中处产生宏观的微小裂纹;② 材料自身的缺陷;③生产加工过程出现的裂纹。


(2)裂纹的亚临界扩展: 在环境的影响下,构件服役过程中宏观微小裂纹逐渐缓慢扩展。


(3)裂纹开始: 在应力作用下,裂纹逐渐扩展,达到临界长度,构件突然失稳破坏。


(4)裂纹传播: 失稳的裂纹以高速传播,速度可达在材料中声速的1/4。


(5)裂纹停止: 裂纹失稳后可以穿过整个结构,使结构件破坏;或在一定条件下,裂纹停止。


断裂力学的分类



断裂力学的目的


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断裂力学与材料力学的关系:


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信息来源: 网络和《断裂力学》


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