由本人自己,基于机械工业出版社《工程材料力学性能》第2版(束德林主编),针对四川大学材料学院金属材料工程系期末复习整理。
展而导致材料断裂。这个临界或失稳状态的kI 值记作KIc，称为断裂韧度。
断裂应力 c，临界裂纹尺ac
发生脆性断裂判据：KI≥KIC，或 √≥KIC，反之，则不断裂，称为破损安全
低应力脆断：当容器或构件存在宏观裂纹时，在应力水平不高，甚至低于材料屈服极限的情况下所发生的突然断裂现象称为低应力脆断。
裂纹尖端塑性区及KI的修正：
（1）塑性区的形状和尺寸：P71-P74，裂纹尖端塑性区宽度计算公式P74表4-2。
（2）有效裂纹及KI的修正：P74-P75
3、裂纹扩展能量释放率GI和断裂韧度GIC
（1）裂纹扩展时能量转化关系，P75
（2）裂纹扩展时能量释放率GI，P76
（3）断裂韧度 ( )
G判据：GI>=GIC （4）GIC和KIC关系：
三、影响断裂韧度KIC的因素P81
四、★断裂韧度在金属材料中的应用举例P84-P88。（计算题，要考）
五、弹塑性条件下金属断裂韧度的基本概念
J积分：裂纹尖端区的应变能，即应力应变集中程度
COD：裂纹尖端沿应力方向张开所得到的位移。
Q:课后习题
16.有一大型板件，材料的σ0.2=1200MPa，KIc=115MPa*m1/2，探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向拉应力900MPa下工作，试计算KI及塑性区宽度R0，并判断该件是否安全？
解：由题意知穿透裂纹受到的应力为σ=900MPa
根据σ/σ0.2的值，确定裂纹断裂韧度KIC是否休要修正
因为σ/σ0.2=900/1200=0.75>0.7，所以裂纹断裂韧度KIC需要修正
对于无限板的中心穿透裂纹，修正后的KI为：
KI a
2 0.177( / s) 9000.01 2 0.177(0.75) 168.13=R0 122 KI s 2 （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）
所以：K1>KIc ，裂纹会失稳扩展 , 所以该件不安全。
17.有一轴件平行轴向工作应力150MPa，使用中发现横向疲劳脆性正断，断口分析表明有25mm深度的表面半椭圆疲劳区，根据裂纹a/c可以确定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，所以裂纹断裂韧度KIC不需要修正
对于无限板的中心穿透裂纹，修正后的KI为：KIC=Yσcac1/2
对于表面半椭圆裂纹，Y=1.1/φ=1.1
所以，KIC=Yσcac1/2=1.1 150 25 10 3=46.229（MPa*m1/2）
第五章 材料的疲劳性能
一、疲劳现象及特点
1、（1）★变动载荷：指载荷大小、甚至方向均随时间变化的载荷，其在单位面积上的平均值为变动应力。