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★ ★ ★ ★ 小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流 xucz(金币+3, MM-EPI+1): 授予EPI,很详尽了 2011-04-14 23:08:50
正如2楼所说,材料的断裂包括疲劳断裂和过载断裂。
常见构件破坏很多是疲劳断裂的结果。
疲劳一般分为低周疲劳(也叫应变疲劳)和高周疲劳(也叫应力疲劳)。一般常见为高周疲劳,发生于低应力水平(应力远小于材料的抗拉强度)。应变疲劳则是高于屈服强度的疲劳,发生塑性变形。
高周疲劳破坏比较危险,因为材料的疲劳寿命是很难预测的!虽然作用载荷远低于屈服强度,但是还是会失效,就像温水煮青蛙,所以危险。对于材料疲劳的研究,如果能提高材料的疲劳寿命,那真是功德无量。
关于破坏的准则,说的具体点,我想应该分为屈服准则和断裂准则。所谓准则,一般指的是预测破坏发生的应力条件。
屈服准则是对延性较好的材料而言,脆性材料一般不发生塑性变形,所以屈服准则没意义。而脆性材料常常有断裂准则,即描述断裂时的应力条件。对于延性材料,断裂准则似乎意义也不大,因为延性材料的断裂与变形历史有关。
延性材料的屈服准则,一般常用的是Tresca准则和Von-Mises准则。在教科书中一般称为第三第四强度理论。Tresca准则假设屈服发生只受最大切应力控制,而后者认为是最大畸变能达到临界值时屈服。许多金属材料的实验证明von-Mises准则比较合适,而Tresca准则有些保守。
而第一强度理论,即最大正应力准则其实是用于脆性材料的断裂准则。第二强度理论,即最大正应变准则曾经~19世纪在欧洲很流行,主要受圣维南等人的推动(圣维南当时是法南西科学院院士),但是后来很多实验证明其并不科学,现在几乎不再使用。
用于脆性材料的除了最大正应力准则之外,还有一个广泛应用于岩石土壤等领域的Mohr-Coulomb准则,其考虑了断裂面上正应力的影响,预测了拉压不对称等重要结论,与实验符合的很好。
我们国家的俞茂宏教授(西安交大)在上世纪60年代,当时刚刚本科毕业留校任教,就提出了著名的双剪强度理论,其考虑了中间主应力的影响,可以说更加地全面。一些岩石力学的实验也证明了其的正确性。因此,此项理论也曾获得国家科技进步奖等一系列大奖。
2005年金属所张哲峰研究员提出了统一拉伸断裂准则,对上述第一第三第四强度理论和Mohr-Coulomb准则进行了统一,该理论可以很好地对脆性材料的断裂进行预测,您可以参阅相关文章。Zhang and Eckert, Phys. Rev. Lett., 2005.
如果断裂准则预测值比实验较危险,那么该准则就无法使用;如果过于保守,则浪费材料。因此,研究断裂准则问题,对于工业上有重要的价值和意义。
关于断裂和破坏问题很多,回答的散散乱乱,希望对你有所帮助! |
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