《损伤与断裂力学》读书报告
一. 断裂力学
1. 基本概念及研究内容
断裂力学是为解决机械结构断裂问题而发展起来的力学分支,它将力学、物理学、材料学以及数学、工程科学紧密结合,是一门涉及多学科专业的力学专业课程。
随时间和裂纹长度的增长,构件强度从设计的最高强度逐渐地减少。假设在储备强度A点时,只有服役期间偶而出现一次的最大载荷才能使构件发生断裂;在储备强度B点时,只要正常载荷就会发生断裂。因此,从A点到B点这段期间就是危险期,在危险期中随时可能发生断裂。如果安排探伤检查的话,检查周期就不能超过危险期。如下图所示:
问题是储备强度究竟是个什么样的参量?它与表征裂端区应力变场强度的参量有何关系?如何计算它?如何测量它?它随时间变化的规律如何?受到什么因素的影响?这一系列问题如能找到答案的话,则提出的以上五个工程问题就有可能得到解决。断裂力学这门学科就是来解决这些问题的。
1.1影响断裂力学的两大因素
a.荷载大小b.裂纹长度
考虑含有一条宏观裂纹的构件,随着服役时间后使用次数的增加,裂纹总是愈来愈长。在工作载荷较高时,比较短的裂纹就有可能发生断裂;在工作载荷较低时,比较长的裂纹才会带来危险。这表明表征裂端区应力变场强度的参量与载荷大小和裂纹长短有关,甚至可能与构件的几何形状有关。