首页 理论教育 断裂力学在预测结构疲劳中的应用

断裂力学在预测结构疲劳中的应用

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:正如所显示出的那样,断裂力学的疲劳方法要求清楚的材料行为及应力状况数据,这些数据常常是难以获得的。断裂力学分析可以用于预测实际结构裂纹扩展阶段的载荷循环数。焊接接头裂纹的生成阶段常常几乎可以忽略,因为疲劳裂纹将从现有的缺陷中发展,这些缺陷常常位于应力集中区域,见C.5节相关内容。断裂力学主要应用于对探测到裂纹剩余寿命的计算。

断裂力学在预测结构疲劳中的应用

疲劳寿命包括3个阶段:

1)裂纹生成;

2)裂纹成长;

3)最终断裂。

由于最终断裂是突然发生的,疲劳寿命N可以表示为

N=Ni+NP

式中 Ni——生成时间;

NP——成长时间。

对于钢制零件来讲,生成时间和成长时间常用下述形式表示,后者是所谓的帕瑞斯(Paris)指数律:

图C-2 应力范围分布

式中 n——经验材料常数;

B——经验材料常数;(www.xing528.com)

ρ——取决于几何形状的应力集中;

a——裂纹长度

C——经验材料常数;

m——经验材料常数;

ΔK——应力强度范围。

对于通透裂纹,应力强度范围ΔK一般写成

式中 ΔS——施加应力的远场范围;

a——瞬时裂纹长度;

F——裂纹和周围的几何形状因子。

正如所显示出的那样,断裂力学的疲劳方法要求清楚的材料行为及应力状况数据,这些数据常常是难以获得的。

断裂力学分析可以用于预测实际结构裂纹扩展阶段的载荷循环数。断裂力学计算可以提供由生成阶段载荷循环数决定的S-N曲线导出的疲劳寿命的比较信息。焊接接头裂纹的生成阶段常常几乎可以忽略,因为疲劳裂纹将从现有的缺陷中发展,这些缺陷常常位于应力集中区域,见C.5节相关内容。断裂力学主要应用于对探测到裂纹剩余寿命的计算。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈