立即咨询有惊喜哦 !

logo
logo
简介
简介
联系方式
正脉科工有限元分析联系电话010-81387990
邮箱xyq@vipstq.com
 
 

关于材料的脆性断裂清单

作者:管理员    发布于:2020-04-29 09:42:43    文字:【】【】【

引言

弹性形变(畸变):正应力、剪应力作用下―可以恢复的形变。(一般固体材料);

塑性形变:晶粒内部的位错滑移―――不可恢复的永久形变(晶体材料);

粘性形变:―――不可恢复永久形变(无机材料中非晶相、玻璃、有机高分子材料、金属材料等);

蠕变:―――在高温条件,上述的塑性形变和粘性形变将随时间而具有不同的速率。最后发生蠕变后期、蠕变终止或蠕变断裂。


1、脆性断裂行为:条件:在外力作用下,在高度应力集中点(内部和表面的缺陷和裂纹)附近单元, 所受拉应力为平均应力的数倍,如果超过材料的临界拉应力值时,将会产生裂纹或缺陷的扩展,而导致脆性断裂。

因此,断裂源往往出现在材料中应力集中度很高的地方,并选择这种地方的某一缺陷(或裂纹、伤痕)而开裂。


2、裂纹的形成:

1)表面裂纹:一个硬质粒子(如研磨粒子)受到力P的作用而穿入脆性固体的表面,可能引起局部屈服,塑性形变造成的残余应力将激发出表面裂纹。

形成于表面加工(切割、研磨、抛光)或粒子冲刷过程。

2)工艺缺陷:工艺缺陷包括大孔洞、大晶粒、夹杂物等,形成于材料制备过程中。与原料的纯度、颗粒尺寸、粒度的分布、颗粒形貌等有关。


3、控制强度的三个参数:

弹性模量E:取决于材料的组分、晶体的结构、气孔。对其他显微结构较不敏感。

断裂能f :不仅取决于组分、结构,在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响,是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用。

裂纹半长度c:材料中最危险的缺陷,其作用在于导致材料内部的局部应力集中,是断裂的动力因素。


4、与材料强度有关的断裂力学的特点:

1)着眼于裂纹尖端应力集中区域的力场和应变场分布;

2)研究裂纹生长、扩展最终导致断裂的动态过程和规律;

3)研究抑制裂纹扩展、防止断裂的条件。

4)给工程设计、合理选材、质量评价提供判据。


5、断裂力学的分类:

断裂力学根据裂纹尖端塑性区域的范围,分为两大类:

1)线弹性断裂力学---当裂纹尖端塑性区的尺寸远小于裂纹长度,可根据线弹性理论来分析裂纹扩展行为。

2)弹塑性断裂力学---当裂纹尖端塑性区尺寸不限于小范围屈服,而是呈现适量的塑性,以弹塑性理论来处理。


6、裂纹的三种扩展方式或类型

Ⅰ型(掰开型)张开或拉伸型:裂纹表面直接分开。

Ⅱ型(错开型)滑开或面内剪切型:两个裂纹表面在垂直于裂纹前缘的方向上相对滑动。

Ⅲ型(撕开型)外剪切型:两个裂纹表面在平行于裂纹前缘的方向上相对滑动。


7、裂纹的起源

1.形成原因

1)由于晶体微观结构中存在缺陷,当受到外力作用时,在这些缺陷处就会引起应力集中,导致裂纹成核。如:位错运动中的塞积,位错组合,交截等。

2)材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面裂纹。这种表面裂纹最危险,裂纹的扩展常常由表面裂纹开始。

3)由于热应力形成裂纹

①晶粒在材料内部取向不同,热膨胀系数不同,在晶界或相界出现 应力集中。

②高温迅速冷却,内外温度差引起热应力。

③温度变化发生晶型转变,体积发生变化。


8、结构不连续区域的特点:

1)材料中任何结构不连续性都会使局部能量处于高能量状态,即应力状态;

2)外力作用下,能量高的不连续区域首先发生运动,在能量较低的不连续区域使其能量降低;

3)结构不连续区域在可能情况下总是降低其能量;

4)不连续区域在运动过程中,遇到势垒,会发生塞积,引起高度的应力集中,此应力又会激活其他结构不连续区域。


 
 
联系我们
 
 
 
图片
图片
多行文字
电话:010-81387990
手机:18301320667
联系人:李老师
网址:www.101315.com
邮箱:bjxu@vip.163.com
地址:北京市房山区良乡绿地启航国际商务办公区14号楼西楼5层
脚注信息
北京正脉科工科技有限公司  电话:010-81387990                            关注微信了解更多信息
版权所有 Copyright(C)2009-2013 京ICP备14038777号-1                                                                    
图片
图片