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力学性能课后答案
第一章单向静拉伸力学性能
一、说明以下名词。
1弹性比功:
金属材料吸收弹性变形功的能力,一样用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2.滞弹性:
金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时刻延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也确实是应变掉队于应力的现象。
3.循环韧性:
金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4.包申格效应:
金属材料通过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻面:
这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6.塑性:
金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:
指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶:
当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。
8.河流花腔:
解理台阶沿裂纹前端滑动而彼此汇合,同号台阶彼此汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花腔。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面:
是金属材料在必然条件下,当外加正应力达到必然数值后,以极快速度沿必然晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂:
穿晶断裂的裂纹穿过晶内,能够是韧性断裂,也能够是脆性断裂。
沿晶断裂:
裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。
11.韧脆转变:
具有必然韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原先的韧性断裂变成脆性断裂,这种现象称为韧脆转变
12.弹性不完整性:
理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能显现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力转变等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等
二、说明以下力学性能指标的意义。
答:
E弹性模量G切变模量规定残余伸长应力屈服强度金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率n应变硬化指数【P15】
3、金属的弹性模量要紧取决于什么因素?
什么缘故说它是一个对组织不灵敏的力学性能指标?
答:
要紧决定于原子本性和晶格类型。
合金化、热处置、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,可是不改变金属原子的本性和晶格类型。
组织尽管改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不灵敏。
【P4】
4、试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?
什么缘故?
五、决定金属屈服强度的因素有哪些?
【P12】
答:
内在因素:
金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。
外在因素:
温度、应变速度和应力状态。
六、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。
什么缘故脆性断裂最危险?
【P21】
答:
韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂进程,在裂纹扩展进程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前大体上不发生塑性变形,没有明显征兆,因此危害性专门大。
7、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,什么缘故断裂性质完全不同?
【P23】
答:
剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一样是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速度沿必然晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂一般是脆性断裂。
八、何谓拉伸断口三要素?
阻碍宏观拉伸断口性态的因素有哪些?
答:
宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特点三要素。
上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能和实验温度、加载速度和受力状态不同而转变。
九、论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论的局限性。
【P32】
答:
,只适用于脆性固体,也确实是只适用于那些裂纹尖端塑性变形能够忽略的情形。
第二章金属在其他静载荷下的力学性能
一、说明以下名词:
(1)应力状态软性系数——材料或工件所经受的最大切应力τmax和最大正应力σmax比值,即:
【新书P39旧书P46】
(2)缺口效应——绝大多数机件的横截面都不是均匀而无转变的滑腻体,往往存在截面的急剧转变,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面转变的部份可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生转变,产生所谓的缺口效应。
【P44P53】
(3)缺口灵敏度——缺面试样的抗拉强度σbn的与等截面尺寸滑腻试样的抗拉强度σb的比值,称为缺口灵敏度,即:
【P47P55】
(4)布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头,采纳单位面积所经受的实验力计算而得的硬度。
【P49P58】(5)洛氏硬度——采纳金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度所表示的硬度【P51P60】。
(6)维氏硬度——以两相对面夹角为136。
的金刚石四棱锥作压头,采纳单位面积所经受的实验力计算而得的硬度。
【P53P62】
(7)努氏硬度——采纳两个对面角不等的四棱锥金刚石压头,由实验力除以压痕投影面积取得的硬度。
(8)肖氏硬度——采动载荷实验法,依照重锤回跳高度表证的金属硬度。
(9)里氏硬度——采动载荷实验法,依照重锤回跳速度表证的金属硬度。
二、说明以下力学性能指标的意义
(1)σbc——材料的抗压强度【P41P48】
(2)σbb——材料的抗弯强度【P42P50】(3)τs——材料的扭转屈服点【P44P52】(4)τb——材料的抗扭强度【P44P52】(5)σbn——材料的抗拉强度【P47P55】(6)NSR——材料的缺口灵敏度【P47P55】(7)HBW——压头为硬质合金球的材料的布氏硬度【P49P58】(8)HRA——材料的洛氏硬度【P52P61】(9)HRB——材料的洛氏硬度【P52P61】(10)HRC——材料的洛氏硬度【P52P61】(11)HV——材料的维氏硬度【P53P62】
三、试综合比较单向拉伸、紧缩、弯曲及扭转实验的特点和应用范围。
实验方式
特点
应用范围
拉伸
温度、应力状态和加载速度确信,采纳滑腻圆柱试样,实验简单,应力状态软性系数较硬。
塑性变形抗力和切断强度较低的塑性材料。
紧缩
应力状态软,一样都能产生塑性变形,试样常沿与轴线呈45º方向产生断裂,具有切断特点。
脆性材料,以观看脆性材料在韧性状态下所表现的力学行为。
弯曲
弯曲试样形状简单,操作方便;不存在拉伸实验时试样轴线与力偏斜问题,没有附加应力阻碍实验结果,可用试样弯曲挠度显示材料的塑性;弯曲试样表面应力最大,可灵敏地反映材料表面缺点。
测定铸铁、铸造合金、工具钢及硬质合金等脆性与低塑性材料的强度和显示塑性的不同。
也经常使用于比较和辨别渗碳和表面淬火等化学热处置机件的质量和性能。
扭转
应力状态软性系数为0.8,比拉伸时大,易于显示金属的塑性行为;试样在整个长度上的塑性变形时均匀,没有紧缩现象,能实现大塑性变形量下的实验;较能灵敏地反映出金属表面缺点和及表面硬化层的性能;试样所经受的最大正应力与最大切应力大体相等
用来研究金属在热加工条件下的流变性能和断裂性能,评定材料的热压力加工型,并未确信生产条件下的热加工工艺参数提供依据;研究或查验热处置工件的表面质量和各类表面强化工艺的成效。
四.试述脆性材料弯曲实验的特点及其应用。
五、缺面试样拉伸时的应力散布有何特点?
【P45P53】
在弹性状态下的应力散布:
薄板:
在缺口根部处于单向拉应力状态,在板中心部位处于两向拉伸平面应力状态。
厚板:
在缺口根部处于两向拉应力状态,缺口内侧处三向拉伸平面应变状态。
不管脆性材料或塑性材料,都因机件上的缺口造成两向或三向应力状态和应力集中而产生脆性偏向,降低了机件的利用平安性。
为了评定不同金属材料的缺口变脆偏向,必需采纳缺面试样进行静载力学性能实验。
六、试综合比较滑腻试样轴向拉伸、缺面试样轴向拉伸和偏斜拉伸实验的特点。
偏斜拉伸实验:
在拉伸实验时在试样与实验机夹头之间放一垫圈,使试样的轴线与拉伸力形成必然角度进行拉伸。
该实验用于检测螺栓一类机件的平安利用性能。
滑腻试样轴向拉伸实验:
截面上无应力集中现象,应力散布均匀,仅在颈缩时发生应力状态改变。
缺面试样轴向拉伸实验:
缺口截面上显现应力集中现象,应力散布不均,应力状态发生转变,产生两向或三向拉应力状态,致使材料的应力状态软性系数降低,脆性增大。
偏斜拉伸实验:
试样同时经受拉伸和弯曲载荷的复合作用,其应力状态更“硬”,缺口截面上的应力散布更不均匀,更能显示材料对缺口的灵敏性。
七、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理,并比较布氏、洛氏与维氏硬度实验方式的优缺点。
【P49P57】
原理
布氏硬度:
用钢球或硬质合金球作为压头,计算单位面积所经受的实验力。
洛氏硬度:
采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度。
维氏硬度:
以两相对面夹角为136。
的金刚石四棱锥作压头,计算单位面积所经受的实验力。
布氏硬度优势:
实验时一样采纳直径较大的压头球,因此所得的压痕面积比较大。
压痕大的一个优势是其硬度值能反映金属在较大范围内各组成相得平均性能;另一个优势是实验数据稳固,重复性强。
缺点:
对不同材料需改换不同直径的压头球和改变实验力,压痕直径的测量也较麻烦,因此用于自动检测时受到限制。
洛氏硬度优势:
操作简便,迅捷,硬度值可直接读出;压痕较小,可在工件上进行实验;采纳不同标尺可测量各类软硬不同的金属和厚薄不一的试样的硬度,因此普遍用于热处置质量检测。
缺点:
压痕较小,代表性差;假设材料中有偏析及组织不均匀等缺点,那么所测硬度值重复性差,分散度大;另外用不同标尺测得的硬度值彼此没有联系,不能直接比较。
维氏硬度优势:
不存在布氏硬度实验时要求实验力F与压头直径D之间所规定条件的约束,也不存在洛氏硬度实验时不同标尺的硬度值无法统一的短处;维氏硬度实验时不仅实验力能够任意取,而且压痕测量的精度较高,硬度值较为准确。
缺点是硬度值需要通过测量压痕对角线长度后才能进行计算或查表,因此,工作效率比洛氏硬度法低的多。
八.今有如下零件和材料需要测定硬度,试说明选择何种硬度实验方式为宜。
(1)渗碳层的硬度散布;
(2)淬火钢;(3)灰铸铁;(4)辨别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体;(5)仪表小黄铜齿轮;(6)龙门刨床导轨;(7)渗氮层;(8)高速钢刀具;(9)退火态低碳钢;(10)硬质合金。
(1)渗碳层的硬度散布----HK或-显微HV
(2)淬火钢-----HRC
(3)灰铸铁-----HB
(4)辨别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体-----显微HV或HK
(5)仪表小黄铜齿轮-----HV
(6)龙门刨床导轨-----HS(肖氏硬度)或HL(里氏硬度)
(7)渗氮层-----HV
(8)高速钢刀具-----HRC
(9)退火态低碳钢-----HB
(10)硬质合金-----HRA
第三章金属在冲击载荷下的力学性能
冲击韧性:
材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
【P57】
冲击韧度:
:
U形缺口冲击吸收功除以冲击试样缺口底部截面积所得之商,称为冲击韧度,αku=Aku/S(J/cm2),反映了材料抗击冲击载荷的能力,用表示。
P57注释/P67
冲击吸收功:
缺面试样冲击弯曲实验中,摆锤冲断试样失去的位能为mgH1-mgH2。
此即为试样变形和断裂所消耗的功,称为冲击吸收功,以表示,单位为J。
P57/P67
低温脆性:
体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金,专门是工程上经常使用的中、低强度结构钢(铁素体-珠光体钢),在实验温度低于某一温度时,会由韧性状态变成脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型变成穿晶解理型,断口特点由纤维状变成结晶状,这确实是低温脆性。
韧性温度储蓄:
材料利用温度和韧脆转变温度的差值,保证材料的低温服役行为。
二、
(1):
冲击吸收功。
含义见上面。
冲击吸收功不能真正代表材料的韧脆程度,但由于它们对材料内部组织转变十分灵敏,而且冲击弯曲实验方式简便易行,被普遍采纳。
AKV(CVN):
V型缺面试样冲击吸收功.
AKU:
U型缺口冲击吸收功.
(2)FATT50:
冲击试样断口分为纤维区、放射区(结晶区)与剪切唇三部份,在不同实验温度下,三个区之间的相对面积不同。
温度下降,纤维区面积突然减少,结晶区面积突然增大,材料由韧变脆。
通常取结晶区面积占整个断口面积50%时的温度为,并记为50%FATT,或FATT50%,t50。
(新书P61,旧书P71)
或:
结晶区占整个断口面积50%是的温度概念的韧脆转变温度.
(3)NDT:
以低阶能开始上升的温度概念的韧脆转变温度,称为无塑性或零塑性转变温度。
(4)FTE:
以低阶能和高阶能平均值对应的温度概念tk,记为FTE
(5)FTP:
以高阶能对应的温度为tk,记为FTP
四、试说明低温脆性的物理本质及其阻碍因素
低温脆性的物理本质:
宏观上关于那些有低温脆性现象的材料,它们的屈服强度会随温度的降低急剧增加,而断裂强度随温度的降低而转变不大。
当温度降低到某一温度时,屈服强度增大到高于断裂强度时,在那个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大,因此材料在受力时还未发生屈服便断裂了,材料显示脆性。
从微观机制来看低温脆性与位错在晶体点阵中运动的阻力有关,当温度降低时,位错运动阻力增大,原子热激活能力下降,因此材料屈服强度增加。
阻碍材料低温脆性的因素有(P63,P73):
1.晶体结构:
对称性低的体心立方以及密排六方金属、合金转变温度高,材料脆性断裂趋势明显,塑性差。
2.化学成分:
能够使材料硬度,强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差,材料脆性提高。
3.显微组织:
①晶粒大小,细化晶粒能够同时提高材料的强度和塑韧性。
因为
晶界是裂纹扩展的阻力,晶粒细小,晶界总面积增加,晶界处塞积的位错数减少,有利于降低应力集中;同时晶界上杂质浓度减少,幸免产生沿晶脆性断裂。
②金相组织:
较低强度水平常强度相等而组织不同的钢,冲击吸收功和韧脆转变温度以马氏体高温回火最正确,贝氏体回火组织次之,片状珠光体组织最差。
钢中夹杂物、碳化物等第二相质点对钢的脆性有重要阻碍,当其尺寸增大时均使材料韧性下降,韧脆转变温度升高。
五.试述焊接船舶比铆接船舶容易发生脆性破坏的缘故。
焊接容易在焊缝处形成粗大金相组织气孔、夹渣、未熔合、未焊透、错边、咬边等缺点,增加裂纹灵敏度,增加材料的脆性,容易发生脆性断裂。
七.试从宏观上和微观上说明什么缘故有些材料有明显的韧脆转变温度,而另外一些材料那么没有?
宏观上,体心立方中、低强度结构钢随温度的降低冲击功急剧下降,具有明显的韧脆转变温度。
而高强度结构钢在很宽的温度范围内,冲击功都很低,没有明显的韧脆转变温度。
面心立方金属及其合金一样没有韧脆转变现象。
微观上,体心立方金属中位错运动的阻力对温度转变超级灵敏,位错运动阻力随温度下降而增加,在低温下,该材料处于脆性状态。
而面心立方金属因位错宽度比较大,对温度不灵敏,故一样不显示低温脆性。
体心立方金属的低温脆性还可能与迟屈服现象有关,对低碳钢施加一高速到高于屈服强度时,材料并非当即产生屈服,而需要通过一段孕育期(称为迟屈时刻)才开始塑性变形,这种现象称为迟屈服现象。
由于材料在孕育期中只产生弹性变形,没有塑性变形消耗能量,因此有利于裂纹扩展,往往表现为脆性破坏。
第四章金属的断裂韧度
一、名词说明
低应力脆断:
高强度、超高强度钢的机件,中低强度钢的大型、重型机件在屈服应力以下发生的断裂。
张开型(型)裂纹:
拉应力垂直作用于裂纹扩展面,裂纹沿作使劲方向张开,沿裂纹面扩展的裂纹。
应力场强度因子:
在裂纹尖端区域各点的应力分量除决定于位置外,尚与强度因子有关,关于某一确信的点,其应力分量由确信,越大,那么应力场各点应力分量也越大,如此就能够够表示应力场的强弱程度,称为应力场强度因子。
“I”表示I型裂纹。
【P68】
小范围屈服:
塑性区的尺寸较裂纹尺寸及净截面尺寸为小时(小一个数量级以上),这就称为小范围屈服。
【P71】
有效屈服应力:
裂纹在发生屈服时的应力。
【新书P73:
旧P85】
有效裂纹长度:
因裂纹尖端应力的散布特性,裂尖前沿产生有塑性屈服区,屈服区内松弛的应力将叠加至屈服区之外,从而使屈服区之外的应力增加,其成效相当于因裂纹长度增加ry后对裂纹尖端应力场的阻碍,经修正后的裂纹长度即为有效裂纹长度:
a+ry。
【新P74;旧P86】。
裂纹扩展K判据:
裂纹在受力时只要知足,就会发生脆性断裂.反之,即便存在裂纹,假设也可不能断裂。
新P71:
旧83
裂纹扩展能量释放率GI:
I型裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值。
P76/P88
裂纹扩展G判据:
,当GI知足上述条件时裂纹失稳扩展断裂。
P77/P89
J积分:
有两种概念或表达式:
一是线积分:
二是形变功率差。
P89/P101
裂纹扩展J判据:
,只要知足上述条件,裂纹(或构件)就会断裂。
COD:
裂纹张开位移。
P91/P102
COD判据:
,当知足上述条件时,裂纹开始扩展。
P91/P103
二、说明以下断裂韧度指标的意义及其彼此关系
和答:
临界或失稳状态的记作或,为平面应变下的断裂韧度,表示在平面应变条件下材料抗击裂纹失稳扩展的能力。
为平面应力断裂韧度,表示在平面应力条件下材料抗击裂纹失稳扩展的能力。
它们都是型裂纹的材料裂纹韧性指标,但值与试样厚度有关。
当试样厚度增加,使裂纹尖端达到平面应变状态时,断裂韧度趋于一稳固的最低值,即为,它与试样厚度无关,而是真正的材料常数。
P71/P82
答:
P77/P89当增加到某一临界值时,能克服裂纹失稳扩展的阻力,那么裂纹失稳扩展断裂。
将的临界值记作,称断裂韧度,表示材料阻止裂纹失稳扩展时单位面积所消耗的能量,其单位与相同,MPa·m
JIC:
是材料的断裂韧度,表示材料抗击裂纹开始扩展的能力,其单位与GIC相同。
P90/P102
J判据和判据一样都是裂纹开始扩展的裂纹判据,而不是裂纹失稳扩展的裂纹判据。
P91/P104
3、试述低应力脆断的缘故及避免方式。
答:
低应力脆断的缘故:
在材料的生产、机件的加工和利用进程中产生不可幸免的宏观裂纹,从而使机件在低于屈服应力的情形发生断裂。
预防方法:
将断裂判据用于机件的设计上,在给定裂纹尺寸的情形下,确信机件许诺的最大工作应力,或当机件的工作应力确信后,依照断裂判据确信机件不发生脆性断裂时所许诺的最大裂纹尺寸。
4、什么缘故研究裂纹扩展的力学条件时不用应力判据而用其它判据?
答:
由4—1可知,裂纹前端的应力是一个转变复杂的多向应力,如用它直接成立裂纹扩展的应力判据,显得十分复杂和困难;而且当r→0时,不论外加平均应力如何小,裂纹尖端各应力分量均趋于无穷大,构件就失去了承载能力,也确实是说,只要构件一有裂纹就会破坏,这显然与实际情形不符。
这说明经典的强度理论单纯用应力大小来判定受载的裂纹体是不是破坏是不正确的。
因此无法用应力判据处置这一问题。
因此只能用其它判据来解决这一问题。
五、试述应力场强度因子的意义及典型裂纹的表达式
答:
新书P69旧书P80参看书中图(应力场强度因子的意义见上)几种裂纹的表达式,无穷大板穿透裂纹:
;有限宽板穿透裂纹:
;有限宽板单边直裂纹:
当ba时,;受弯单边裂纹梁:
;无穷大物体内部有椭圆片裂纹,远处受均匀拉伸:
;无穷大物体表面有半椭圆裂纹,远处均受拉伸:
A点的。
六、试述K判据的意义及用途。
答:
K判据解决了经典的强度理论不能解决存在宏观裂纹什么缘故会产生低应力脆断的缘故。
K判据将材料断裂韧度同机件的工作应力及裂纹尺寸的关系定量地联系起来,可直接用于设计计算,估算裂纹体的最大承载能力、许诺的裂纹最大尺寸,和用于正确选择机件材料、优化工艺等。
P71/P83
7、试述裂纹尖端塑性区产生的缘故及其阻碍因素。
答:
机件上由于存在裂纹,在裂纹尖端处产生应力集中,当σy趋于材料的屈服应力时,在裂纹尖端处便开始屈服产生塑性变形,从而形成塑性区。
阻碍塑性区大小的因素有:
裂纹在厚板中所处的位置,板中心处于平面应变状态,塑性区较小;板表面处于平面应力状态,塑性区较大。
可是不管平面应力或平面应变,塑性区宽度老是与(KIC/σs)2成正比。
八、试述塑性区对KI的阻碍及KI的修正方式和结果。
由于裂纹尖端塑性区的存在将会降低裂纹体的刚度,相当于裂纹长度的增加,因此阻碍应力场和及KI的计算,因此要对KI进行修正。
最简单而适用的修正方式是在计算KI时采纳“有效裂纹尺寸”,即以虚拟有效裂纹代替实际裂纹,然后用线弹性理论所得的公式进行计算。
大体思路是:
塑性区松弛弹性应力的作用于裂纹长度增加松弛弹性应力的作用是等同的,从而引入“有效长度”的概念,它实际包括裂纹长度和塑性区松弛应力的作用。
(4—15)的计算结果忽略了在塑性区内应变能释放率与弹性体应变能释放率的不同,因此,只是近似结果。
当塑性区小时,或塑性区周围为广大的弹性去所包围时,这种结果仍是很精准。
可是当塑性区较大时,即属于大范围屈服或整体屈服时,那个结果是不适用的。
11COD的意义:
表示裂纹张开位移。
表达式。
P91/P103
13、断裂韧度KIC与强度、塑性之间的关系:
总的来讲,断裂韧度随强度的升高而降低。
详见新P80/P93
1五、阻碍KIC的冶金因素:
内因:
一、学成份的阻碍;二、集体相结构和晶粒大小的阻碍;3、杂质及第二相的阻碍;4、显微组织的阻碍。
外因:
一、温度;二、应变速度。
P81/P95
16.有一大型板件,材料的σ0.2=1200MPa,KIc=115MPa*m1/2,探伤发觉有20mm长的横向穿透裂纹,假设在平均轴向拉应力900MPa下工作,试计算KI及塑性区宽度R0,并判定该件是不是平安?
解:
由题意知穿透裂纹受到的应力为σ=900MPa
依照σ/σ0.2的值,确信裂纹断裂韧度KIC是不是休要修正
因为σ/σ0.2=900/1200=0.75>0.7,因此裂纹断裂韧度KIC需要修正
关于无穷板的中心穿透裂纹,修正后的KI为:
=
(MPa*m1/2)
塑性区宽度为:
=0.004417937(m)=2.21(mm)
比较K1与KIc:
因为K1=168.13(MPa*m1/2)
KIc=115(MPa*m1/2)
因此:
K1>KIc,裂纹会失稳扩展,因此该件不平安。
17.有一轴件平行轴向工作应力150MPa,利用中发觉横向疲劳脆性正断,断口分析说明有25mm深度的表面半椭圆疲劳区,依照裂纹a/c能够确信φ=1,测试材料的σ0.2=720MPa,试估算材料的断裂韧度KIC为多少?
解:
因为σ/σ0.2=150/720=0.208<0.7,因此裂纹断裂韧度KIC不需要修正
关于无穷板的中心穿透裂纹,修正后的KI为:
KIC=Yσcac1/2
φ
因此,KIC=Yσcac1/2=1.1=46.229(MPa*m1/2)
第五章金属的疲劳
1.名词说明;
应力幅σa:
σa=1/2(σmax-σmin)p95/p108
平均应力σm:
σm=1/2(σmax+σmin)p95/p107
应力比r:
r=σmin/σmaxp95/p108
疲劳源:
是疲劳裂纹萌生的策源地,一样在机件表面常和缺口,裂纹,刀痕,蚀坑相连。
P96
疲劳贝纹线:
是疲劳区的最大特点,一样以为它是由载荷变更引发的,是裂纹前沿线留下的弧状台阶痕迹。
P97/p110
疲劳条带:
疲劳裂纹扩展的第二时期的断口特点是具有略程弯曲并彼此平行的沟槽花腔,称为疲劳条带(疲劳辉纹,疲劳条纹)p113/p132
驻留滑移带:
用电解抛光的方式很难将已产生的表面循环滑移带去除,当对式样从头循环加载时,那么循环滑移带
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