工程中的斷裂事故
（1）1969年美國F-111飛機(jī)在執(zhí)行飛行訓(xùn)練途中，做投彈恢復(fù)動(dòng)作時(shí)，左翼脫落導(dǎo)致飛機(jī)墜毀。當(dāng)時(shí)的飛行速度、總重量和過載等指標(biāo)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，經(jīng)檢查分析后發(fā)現(xiàn)是制造時(shí)熱處理不當(dāng)，機(jī)翼樞軸出現(xiàn)缺陷，漏檢后經(jīng)疲勞載荷作用，裂紋繼續(xù)擴(kuò)展，造成低應(yīng)力破壞。
（2）美國二戰(zhàn)期間2500艘自由輪，700艘嚴(yán)重破壞，145艘斷成兩段，部分在平靜的海面發(fā)生，均采用高強(qiáng)度材料。事后分析發(fā)現(xiàn)，焊接接頭處的應(yīng)力集中，在溫度降低時(shí)沖擊韌性降低，斷裂容易發(fā)生。
（3）1938年比利時(shí)費(fèi)廉爾大橋斷成三截。
……
什么是斷裂力學(xué)？
大量研究指出，脆斷總是由宏觀裂紋引起的，而對(duì)于大多數(shù)零件和結(jié)構(gòu)來說，宏觀裂紋的存在是不可避免的。帶裂紋材料的強(qiáng)度取決于材料對(duì)裂紋擴(kuò)展的抗力，這種抗力由材料內(nèi)部屬性決定。應(yīng)用彈、塑性理論和新的試驗(yàn)技術(shù)，研究裂紋尖端附近的應(yīng)力、應(yīng)變場和裂紋的擴(kuò)展規(guī)律，即為斷裂力學(xué)。
構(gòu)件斷裂的過程
（1）裂紋的生成：① 在環(huán)境（疲勞、腐蝕、應(yīng)力、溫度等）的影響下，在構(gòu)建的應(yīng)力集中處產(chǎn)生宏觀的微小裂紋；② 材料自身的缺陷；③生產(chǎn)加工過程出現(xiàn)的裂紋。
（2）裂紋的亞臨界擴(kuò)展：在環(huán)境的影響下，構(gòu)件服役過程中宏觀微小裂紋逐漸緩慢擴(kuò)展。
（3）裂紋開始：在應(yīng)力作用下，裂紋逐漸擴(kuò)展，達(dá)到臨界長度，構(gòu)件突然失穩(wěn)破壞。
（4）裂紋傳播：失穩(wěn)的裂紋以高速傳播，速度可達(dá)在材料中聲速的1/4。
（5）裂紋停止：裂紋失穩(wěn)后可以穿過整個(gè)結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)件破壞；或在一定條件下，裂紋停止。
斷裂力學(xué)的分類
斷裂力學(xué)的目的
斷裂力學(xué)力學(xué)角度研究斷裂過程的各個(gè)階段，在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究帶裂紋材料的斷裂韌度和裂紋生成、擴(kuò)展、失穩(wěn)、止裂等規(guī)律，為產(chǎn)品提供更安全的設(shè)計(jì)。
斷裂力學(xué)與材料力學(xué)的關(guān)系：
斷裂力學(xué)雖然與材料力學(xué)類似，但他們的主要設(shè)計(jì)思想還是不一樣的，這是最近的一份筆記（字跡比較丑，大家將就看看，看不懂的可以在討論區(qū)留言），本文從構(gòu)件不同的受力狀態(tài)簡單記錄關(guān)于斷裂力學(xué)與材料力學(xué)的差異。
雖然將斷裂力學(xué)分為宏觀和微觀兩方面，但在實(shí)際使用中并不用分得那么清楚，很多情況下，宏觀斷裂也需要用微觀機(jī)理來解釋。
通過斷裂力學(xué)的學(xué)習(xí)，可以讓我們對(duì)斷裂規(guī)律有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)缺陷進(jìn)行剩余強(qiáng)度和壽命的分析，對(duì)指導(dǎo)前期材料設(shè)計(jì)有著重要的意義，也更貼近實(shí)際。根據(jù)實(shí)際應(yīng)力計(jì)算出缺陷的臨界值，可用來控制缺陷的探傷要求；計(jì)算得出的材料剩余壽命，可用來指導(dǎo)選材及估算構(gòu)件使用壽命。
| |
|
? 請(qǐng)關(guān)注 微信公眾號(hào): steeltuber. 轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留鏈接: http://www.youwin2019.com/Steel-Knowledge/1603523326.html
|