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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 交流互助 » 应力强度因子Kic的重要性是什么
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yujunhui

银虫 (著名写手)

[交流] 应力强度因子Kic的重要性是什么

最近在看金属断裂方面的书籍及文献，好多人研究应力强度因子K，但是并没有说出应力强度因子K的研究的意义，现在看到学者对其解释如下：
1 应力强度因子K表征了裂纹的特征，表征了裂纹尖端附近应力应变弹性场的强度。
2 应力强度因子控制了裂纹尖端附件的整个弹性场，不只是表示应力应变的大小，而且表示了整个场的能力。
3 应力强度影子可以显示裂纹扩展的能力。

对于以上观点我存在以下疑问:
  应力强度因子表征了裂纹的特征，应变场的强度，及应力大小及能量，并且描述裂纹扩展的能力，
是否可以这样为，应力强度因子大，裂纹就容易扩展。
既然应力强度因子是材料固有的本性，怎么用他来研究裂纹有什么用？我是说如何应用与应力强度因子来判断裂纹是否扩展.

w我是初学断裂学，请指点？
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1楼 2012-10-02 12:15:09
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szqi_75

至尊木虫 (知名作家)
★ ★
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yujunhui: 金币+1 2012-10-02 21:08:47
应力强度因子就是一个基准,过了这个线,疲劳裂纹会扩展,可能引起断裂,如果没有超,裂纹就不会扩展,构件就相对安全.
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4楼2012-10-02 20:43:24
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不可理喻_

金虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
路过，帮忙顶，我也不懂
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2楼2012-10-02 12:36:49
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jokey007

铜虫 (正式写手)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
yujunhui: 金币+1, 应力强度因子与组织有关，拿定义裂纹扩展的时候直接用组织描述就行了，为什么还要用应力强度因子整个参数？ 2012-10-02 21:08:22
个人认为应力强度因子主要与材料的组织有关，它是材料内部应力集中程度的反应，应力集中越明显，应力强度因子越大，裂纹越容易产生与扩展。而组织是关键因素，例如晶界上与二次硬化相周围的位错堆积就会造成应力集中，因此其周围的应力强度因子就大，裂纹也就容易生成与扩展~
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3楼2012-10-02 13:05:18
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phoenix7573

金虫 (著名写手)
★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
yujunhui: 金币+3, 说的很精辟，谢谢！ 2012-10-03 19:55:28
K参数是用来表征裂纹周围的应力场 应变场强度没错
K参数的建立主要是因为 裂纹的引入改变了周围应力、应变的分布，使得抗拉强度不能再作为评价材料是否失效的标准
而KIC指的是 含有裂纹的物体 在断裂之前裂纹尖端所承受的最大应力强度因子
由于在线弹性范围内，KIC是一个临界值，即一旦K超过KIC，则裂纹将迅速失稳，扩展，断裂。

我想你可能将应力强度因子K 跟平面应变断裂韧性KIC的概念有些混淆，他们之间的关系就像应力和抗拉强度一样

裂纹尖端的应力强度因子K 越大 只能说明这个时候裂纹尖端的应力集中越明显，至于裂纹会不会扩展，容不容易扩展，还要看材料的断裂韧性KIC、JIC等。举个例子，对铝合金来说，如果K到了30 MPa m^0.5那基本上就断了，但是对于钢来说，K=30MPa m^0.5离断裂还很远。因为铝合金的KIC通常也就20-30MPa m^0.5，而钢铁至少也有100MPa m^0.5，你可以把KIC跟抗拉强度类比一下就比较好理解了。
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5楼2012-10-02 21:58:02
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