復(fù)合材料斷裂和韌性課件

斷裂力學(xué)的形成脆斷的發(fā)生破壞的機(jī)理往往由構(gòu)件的內(nèi)部缺陷導(dǎo)致(典型如裂紋的存在)。因在實(shí)際的構(gòu)件中,理想的均勻連續(xù)材料是不存在的,都或多或少地存在不同類型的缺陷,構(gòu)件在使用過(guò)程中,這些缺陷將逐步發(fā)展成微裂紋,在外傳統(tǒng)強(qiáng)度理論把材料組織的不均勻性和實(shí)驗(yàn)測(cè)得的不準(zhǔn)確性都包含在安全系數(shù)中,因此,導(dǎo)致安全系數(shù)的選擇或大或小因此,為了研究裂紋擴(kuò)展的規(guī)律,防止低應(yīng)力脆斷的發(fā)生,形成了門嶄新的學(xué)科一斷裂力學(xué)。斷裂力學(xué)的概念:它是以構(gòu)件內(nèi)存在缺陷為前提,建立符合客觀情況的理論和試驗(yàn)方法它的任務(wù)不僅研究裂紋擴(kuò)展的規(guī)律性,還通過(guò)分析裂紋周圍的應(yīng)力和應(yīng)變以及測(cè)試帶有裂紋的試件的力學(xué)性質(zhì),建立了斷裂的判據(jù)斷裂力學(xué)的形成1斷裂力學(xué)的形成斷裂力學(xué)的可以解決的問(wèn)題·可以解決構(gòu)件的選材,確定構(gòu)件的玻璃上的表面裂紋允許最大初始裂紋尺寸·估計(jì)構(gòu)件的疲勞壽命估計(jì)構(gòu)件的剩余強(qiáng)度和檢修周期等從而保證構(gòu)件的安全使用。斷裂韌性的解釋:。臨界應(yīng)力(試件拉斷時(shí)的名義應(yīng)構(gòu)件斷裂時(shí)的臨界應(yīng)力σ。與裂紋深度(或長(zhǎng)度)a的平方根的乘機(jī)為常數(shù)K斷裂力學(xué)的形成2斷裂韌性K是對(duì)同一材料是一常數(shù),它表示材料本身所固有的物理性質(zhì)。若裂紋尺寸一定時(shí),可知,K值越大,裂紋擴(kuò)展的臨界應(yīng)力。就越高因此,常數(shù)K表示了材料阻止裂紋擴(kuò)展的能力,可以看成是材料抵抗材料脆性破壞能力的一個(gè)斷裂韌性參量。斷裂韌性3復(fù)合材料失效的結(jié)構(gòu)因素復(fù)合材料的多相結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定其具有良好的斷裂韌性材料變形時(shí),一定程度上的損傷并不會(huì)削弱其承載能力,只有損傷超過(guò)臨界水平后,裂紋的擴(kuò)展才將導(dǎo)致破壞的發(fā)生。材料變形時(shí),微觀及宏觀層上弱界面的存在會(huì)抑制裂紋的增長(zhǎng)控制裂紋擴(kuò)展的因素很多,不僅取決于各組元的特性,還取決于其相互作用的方式(如:鋪層方式、貧富脂區(qū)、缺陷幾何尺寸等),其中主要是纖維與基體界面的不連續(xù)性。復(fù)合材料失效的結(jié)構(gòu)因素4斷裂力學(xué)的研究方法1920年,基于應(yīng)力的應(yīng)力強(qiáng)度因子K和相應(yīng)的基于能量的應(yīng)變能釋放率G,Gi建立了含裂紋固體斷裂Griffith模型;從而為現(xiàn)代斷裂力學(xué)在復(fù)合材料中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,后人研究發(fā)現(xiàn),斷裂能或斷裂功功與斷裂過(guò)程具有明確的關(guān)系,由它可以不同材料的性能,而且有助于推斷材料/工藝參數(shù)對(duì)特定復(fù)合材料的行為可能產(chǎn)生的影響;斷裂能的思想又導(dǎo)致了裂紋阻力曲線(R曲線)概念的發(fā)展斷裂力學(xué)的研究方法5復(fù)合材料斷裂和韌性課件6復(fù)合材料斷裂和韌性課件7復(fù)合材料斷裂和韌性課件8復(fù)合材料斷裂和韌性課件9復(fù)合材料斷裂和韌性課件10復(fù)合材料斷裂和韌性課件11復(fù)合材料斷裂和韌性課件12復(fù)合材料斷裂和韌性課件13復(fù)合材料斷裂和韌性課件14復(fù)合材料斷裂和韌性課件15復(fù)合材料斷裂和韌性課件16復(fù)合材料斷裂和韌性課件17復(fù)合材料斷裂和韌性課件18復(fù)合材料斷裂和韌性課件19復(fù)合材料斷裂和韌性課件20復(fù)合材料斷裂和韌性課件21復(fù)合材料斷裂和韌性課件22復(fù)合材料斷裂和韌性課件23復(fù)合材料斷裂和韌性課件24復(fù)合材料斷裂和韌性課件25復(fù)合材料斷裂和韌性課件26復(fù)合材料斷裂和韌性課件27復(fù)合材料斷裂和韌性課件28復(fù)合材料斷裂和韌性課件29復(fù)合材料斷裂和韌性課件30復(fù)合材料斷裂和韌性課件31復(fù)合材料斷裂和韌性課件32復(fù)合材料斷裂和韌性課件33復(fù)合材料斷裂和韌性課件34復(fù)合材料斷裂和韌性課件35復(fù)合材料斷裂和韌性課件36復(fù)合材料斷裂和韌性課件37復(fù)合材料斷裂和韌性課件38復(fù)合材料斷裂和韌性課