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1、,断裂力学的形成脆断的发生破坏的机理往往由构件的内部缺陷导致(典型如裂纹的存在)。因在实际的构件中,理想的均匀连续材料是不存在的,都或多或少地存在不同类型的缺陷,构件在使用过程中,这些缺陷将逐步发展成微裂纹,在外传统强度理论把材料组织的不均匀性和实验测得的不准确性都包含在安全系数中,因此,导致安全系数的选择或大或小因此,为了研究裂纹扩展的规律,防止低应力脆断的发生,形成了门崭新的学科一断裂力学。断裂力学的概念:它是以构件内存在缺陷为前提,建立符合客观情况的理论和试验方法它的任务不仅研究裂纹扩展的规律性,还通过分析裂纹周围的应力和应变以及测试带有裂纹的试件的力学性质,建立了断裂的判据,断裂力学的
2、形成断裂力学的可以解决的问题可以解决构件的选材,确定构件的玻璃上的表面裂纹允许最大初始裂纹尺寸估计构件的疲劳寿命估计构件的剩余强度和检修周期等从而保证构件的安全使用。断裂韧性的解释:。临界应力(试件拉断时的名义应构件断裂时的临界应力。与裂纹深度(或长度)a的平方根的乘机为常数K,断裂韧性K是对同一材料是一常数,它表示材料本身所固有的物理性质。若裂纹尺寸一定时,可知,K值越大,裂纹扩展的临界应力。就越高因此,常数K表示了材料阻止裂纹扩展的能力,可以看成是材料抵抗材料脆性破坏能力的一个断裂韧性参量。,复合材料失效的结构因素复合材料的多相结构性质决定其具有良好的断裂韧性材料变形时,一定程度上的损伤并
3、不会削弱其承载能力,只有损伤超过临界水平后,裂纹的扩展才将导致破坏的发生。材料变形时,微观及宏观层上弱界面的存在会抑制裂纹的增长控制裂纹扩展的因素很多,不仅取决于各组元的特性,还取决于其相互作用的方式(如:铺层方式、贫富脂区、缺陷几何尺寸等),其中主要是纤维与基体界面的不连续性。,断裂力学的研究方法1920年,基于应力的应力强度因子K和相应的基于能量的应变能释放率G,Gi建立了含裂纹固体断裂Griffith模型;从而为现代断裂力学在复合材料中的应用打下基础。在此基础上,后人研究发现,断裂能或断裂功功与断裂过程具有明确的关系,由它可以不同材料的性能,而且有助于推断材料/工艺参数对特定复合材料的行为可能产生的影响;断裂能的思想又导致了裂纹阻力曲线(R曲线)概念的发展,
