用测J_(1c)的方法定中强度钢的断裂韧度K_(1c)

一、引言 线弹性断裂力学在高强度材料应用方面取得的极大成功,引起了工程界的普遍重视。对于中低强度钢低应力破坏的构件,同样也可应用线弹性断裂力学进行强度设计。为此必须测定其K_(Ic)直接测定K_(Ic),要求试样满足线弹性平面应变条件,按ASTM-E399-72规定,即 a, B, (W-a)≥2.5(K_(Ic)/σ_y)~2 (1) 对于屈服强度σ_y较低,而K_(Ic)又较高的中低强度钢,例如σ_y=50公斤/毫米~2,K_(Ic)x=300公斤·毫米~-3/2的钢,欲直接测定K_(Ic),满足条件(1)的三点弯曲试样尺寸为:厚度×高度×跨度(B×W×     

断裂物理参量——解理断裂应力σ_f~*的研究

1.研究断裂物理的必要性断裂力学在工程界受到广泛的重视并取得了可喜的成果。在运用之余,人们常常会问:断裂力学中所采用的K_(Ic),J_(Ic),COD这些新的应用力学参量与材料的微观结构(组织、位错、夹杂形态)有什么内在的联系?怎样从材料的组织特征来计算它的强度和韧性,并以此来指导材料的成分配比和生产工艺使它的性能有     

应力强度因子K_Ⅰ的光弹性测定法

断裂力学研究有裂纹构件的强度。因此,必须研究裂纹尖端附近的应力场。对于线弹性材料,裂纹尖端附近的应力场主要由应力强度因子所控制。当应力强度因子K_I到达临界值——材料的断裂韧度K_(Ic)时,裂纹就迅速扩展,构件发生脆性破坏。所以,应力强度因子是线弹性断裂力学中的一个主要参数,确定任意构件的应力强度因子也就成为断     

材质不均匀性引起的突进型裂纹亚临界扩展问题的探讨

一、前言 近二十多年来,国内外断裂力学方法基本上都按照均质材料来建立脆断判据及对脆断安全的判据。例如线弹性断裂力学中Ⅰ型问题的脆断判据及对脆断安全的判据分别为式中K_I为Ⅰ型应力强度因子,K_(Ic)为Ⅰ型平面应变断裂韧度,n_k为对于脆断的安全系数,[K_I]为允许的应力强度因子。K_I的表达式可写作如下的普遍形式:     

双K断裂模型粘聚韧度K_(Ic)~c实用插值计算方法

为了配合<水工混凝土断裂试验规程>在工程界的推广使用,提出了双K断裂模型中在临界状态时分布在虚拟裂缝上的粘聚力σ(x)产生的粘聚韧度K_(Ic)~c的二元拉格朗日插值计算方法,进而由准脆性材料韧度三参数定律计算了混凝土起裂韧度K_K~(ini).与粘聚韧度K_(Ic)~c积分计算和简化计算方法的比较,表明此插值计算方法具有很高的精度,计算过程简化,使用计算器即可实现,便于工程人员实际使用.     

切口曲率半径对岩石断裂韧度KIC值的影响

本文对岩石三点弯曲试样的切口曲率半径与其断裂韧度 K_(Ic)值间的关系进行了详细的实验研究及理论分析.对岩石 K_(Ic)测试中切口的选择提出了建议方法.     

边界润滑状态下轴承钢接触疲劳寿命与其断裂特性参数相关性的试验研究

本文在对两种轴承钢进行接触疲劳寿命试验并测试其断裂特性参数断裂韧性K_(Ic)和裂纹扩展速率(da)/(dN)的基础上,研究了接触疲劳寿命与断裂特性参数之间的关系。为轴承钢的研究和生产提供了基础数据。     

前进型蒸汽机车主动轴横向裂纹临界尺寸的估算及应用

我国自行设计和制造的前进型蒸汽机车是大功率干线货运的主要机型。多年来运用实践表明,这种机型是好的。但经过多年使用,也发现主动轴镶入部发生横向裂纹有危害安全运输的危险。为此,我们作了断裂韧性及裂纹发展速率的断裂力学试验。我们对裂纹断口进行金相,电子显微镜检验,以找出裂纹产生的原因和发展的规律;并确定有裂纹存在的情况下,不发生突然断裂的裂纹临界深度,以便求出带有裂纹情况下的使用寿命。 一、断裂韧度K_(Ic)的测定及临界 裂纹深度的计算 本试验采用了单边缺口三点弯曲试样,其试样均从裂纹轴上取。车轴钢为40号钢,860℃正火。     

一种预制疲劳裂纹的简易装置

为了模拟构件中的尖锐裂纹,断裂力学的试件均需预制疲劳裂纹。常用的预制疲劳裂纹的设备是高频疲劳试验机,但此设备价格昂贵,非一般中小型材料试验室所能拥有。研究一种简易实用的预制疲劳裂纹的装置对于断裂力学     

一种预制疲劳裂纹的简易装置

为了模拟构件中的尖锐裂纹,断裂力学的试件均需预制疲劳裂纹。常用的预制疲劳裂纹的设备是高频疲劳试验机,但此设备价格昂贵,非一般中小型材料试验室所能拥有。研究一种简易实用的预制疲劳裂纹的装置对于断裂力学 ...     

基于XFEM模拟的核级石墨断裂行为研究

为研究核级石墨的断裂性能,对单边切口的石墨梁进行三点弯曲试验,并采用扩展有限元(XFEM)对其断裂行为进行数值模拟。通过将数值模拟结果与试验得到的荷载-位移曲线进行对比,验证了数值模拟的可靠性。研究结果表明,加载过程中断裂过程区(FPZ)完全发展时,其长度l_(FPZ)最大,约为14.16mm,约为石墨梁韧带高度的68%;分析了缝高比a_0/D在起裂和失稳时石墨的断裂参数的变化,结果表明:随着a_0/D的增大,起裂荷载P_(ini)和峰值荷载P_c随着a_0/D的增加而减小,P_(ini)/P_c的比值保持稳定在0.8左右;双K断裂参数K_(Ic)~(ini)和K_(Ic)~(un)基本保持不变;FPZ的长度l_(FPZ)在完全发展之前呈线性增加,之后长度逐渐减小。     

四点剪切试样的应力强度因子K_Ⅱ

测试材料的K_(HC),对于研究复合型断裂准则和进行安全设计都有重要意义.四点剪切试样(图1)是测定K_(HC)的较简单的一种试样.为使裂纹面上的弯距为零,应有     

用环状裂纹圆柱试样测定铸镁合金的断裂韧度

本文介绍用轴对称环状裂纹圆柱试样测试铸造镁合金(ZM-5)的平面应变断裂韧度K_(1c)值,给出了满足脆性断裂条件的试样尺寸公式。文中还探讨了此种低σ_(0.2)和低韧度材料的线弹性断裂力学处理方法。     

“弹塑性材料”的断裂力学问题

这里所说“弹塑性材料”是指塑性良好的金属材料,如有裂缝存在,在载荷作用下,裂缝开裂前先在其尖端产生大量的塑性变形。若用尺K_(Ic)法测定这种材料的断裂韧度是困难的,因为为了达到基本上符合线弹性理论的条件,不能不用厚度很大的试件,借以限制塑性区的发展。这是事实上往往做不到的,而且实际上也使测定工作失去了意义。一般来说,化工厂压力容器用钢材就属于这一类材料。 压力容器为什么迫切需要应用断裂力学? 过去化工厂用压力容器采用的是20g、20MnMo一类低强度钢材,其屈服强度一般在25至35公斤/毫米~2范围内,塑性比较良好。容器直径最大不超过1米左右。自化工厂向大型化发展以来,     

18～19世纪材料试验机一瞥

最早的材料试验机只能测出载荷的大小,主要采用了杠杆原理,杠杆既是加载装置,也是测力装置。1833年德国应用力学学家Franz Joseph Ritter von Gerstner(1 756—1832)设计出了杠杆式应变计,实现了力与变形的同时测试,这在材料力学性能实验测定中具有重要意义。18～19世纪随着桥梁、铁路、锅炉、军工等工业水平的发展,人们迫切地需要材料试验机测定材料的力学性能,以确保工业产品的安全和质量。因此,建材厂、钢铁厂、设计、施工单位等根据自己的需求设计了各种各样的材料试验机,不过这一时期的试验机只是为了特定目的设计的,本身并不是产品。随着测试需求的扩大,1879年美籍（挪威移民）工程师Tinius Olsen(1845—1932)将拉伸、压缩以及横向加载集成在一台设备中,设计出了第一台通用试验机。随后,随着美国材料与试验协会（ASTM）的成立,材料测试走上了标准化道路。     

非线性断裂力学诸判据的相互关系

<正> 断裂力学的诸判据式都要求提供有关物体开始达到临界状态的信息.为此,需要确定物体在给定载荷下的临界裂纹尺寸,或是确定零件在给定裂纹尺寸时的承载能力.本文着重分析实际中最常用的断裂力学判据特性间的关系,这些特性包括临界应力强度因子K_(Ic),抗裂性极限I_c,裂纹顶端临界张开量δ_c,弹塑性范围中应变强度因子M_(εc)和能量积分J_v.     

用CT试样测定动态断裂韧性K_(1D)

在断裂冲击试验机上,用CT试样测定了35CrMnSiA、PCrN_(i1) M_0与45号钢的动态断裂韧性K_(1D),并与静态下的K_(1C)作了比较。K_(1D)一般比K_(1C)值低。本试验用瞬志波形存贮器寄存波形信号,用微机自动进行数据处理,并打印结果及绘制P—t曲线。     

薄板刚度对点焊接头强度特性影响

本文介绍了三种形状的薄板材料点焊接头试件的拉伸试验及疲劳试验结果,探讨了改变薄板刚度对点焊接头静强度和疲劳寿命的影响。应用断裂力学理论及有限单元法计算焊核周围裂尖各点的应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ、K_Ⅲ及有效应力强度因子K_(φθmax),并用这些力学参数分析了不同刚度点焊接头试件的静强度和疲劳寿命。结果表明有效应力强度因子K_(φθmax)是评价拉剪点焊头疲劳寿命的有效力学参数。     

断裂力学在圆柱螺旋弹簧设计计算中的应用

圆柱螺旋弹簧(特别是热卷大弹簧)由于各种原因,不可避免会产生一些表面裂纹等缺陷,将断裂力学应用于弹簧的设计计算中是一个值得重视的研究方向[1] 弹簧钢是较好的弹性材料,可运用应力强度因子判据(即K判据),当裂纹顶端应力强度因子K_I≥K_(IC)(断裂韧度)时,裂纹便失稳扩展.     

含缺陷气瓶的安全与寿命估价

本文通过对A钢(0.12％C,2.7％Ni,1.0％Cr)母材及焊缝、室温及-40℃下的断裂韧度(K_(Ic))、裂纹扩展速率(da/dN)的测定,以及考虑了焊角应力集中对应力强度因子的影响,给出:17毫米厚A钢高压空气瓶,室温下临界裂纹尺寸大于壁厚,即符合“断裂前渗漏”的高安全设计要求;-40℃下临界裂纹尺寸a_c=3.8毫米。还给出:7000次使用寿命允许初始裂纹深度为1.5毫米;0.25毫米深、2毫米长的焊接微裂纹可以有22000次的使用寿命。 临界裂纹尺寸和寿命的估算,与高压空气瓶的实物疲劳和爆破实验结果是吻合的。