J阻力曲線

J阻力曲線

材料的J積分阻力值隨裂紋擴展量△a的變化曲線稱為J阻力曲線。大多數韌性材料啟裂後,裂紋尖端的奇異性要比啟裂前的奇異性弱得多,要使裂紋持續擴展,就需要不斷增載入荷,裂紋經過一個穩定的擴展過程,才能最終到達失穩擴展而發生斷裂。利用裂紋擴展阻力曲線即能描述這種現象,可以比較完整地顯示出材料抵抗裂紋擴展的能力。阻力曲線法測試簡便可靠,近年來國內外廣泛套用這種方法測定材料的斷裂韌度。

概念

J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線

材料的 積分阻力值(即 值)隨裂紋擴展量 的變化曲線稱為 阻力曲線。大多數韌性材料啟裂後,裂紋尖端的奇異性要比啟裂前的奇異性弱得多,要使裂紋持續擴展,就需要不斷增載入荷,裂紋經過一個穩定的擴展過程,才能最終到達失穩擴展而發生斷裂。利用裂紋擴展阻力曲線即能描述這種現象,可以比較完整地顯示出材料抵抗裂紋擴展的能力。阻力曲線法測試簡便可靠,近年來國內外廣泛套用這種方法測定材料的斷裂韌度。

基本原理

J阻力曲線 J阻力曲線

我們首先討論圖1所示的 阻力曲線。

圖1 圖1
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線

曲線由兩部分組成, 值以下為斜直線,以上為曲線。當外加 積分值小於 積分的臨界值 時,裂紋鈍化卻並不撕裂,圖中虛斜線為刻劃這一過程的鈍化線;當 積分值超過 時,裂紋鈍化至一定程度後呈穩定撕裂。在不同 值下所得撕裂量 的曲線便是 阻力曲線,而鈍化線與 阻力曲線起裂處切線交點的縱坐標為起裂韌性 。由 阻力曲線的初始段來測定 已有國家標準。在標準阻力曲線的繪製中,常將裂紋鈍化的影響除去,於是J阻力曲線如圖2所示,且

J阻力曲線 J阻力曲線
圖2 圖2
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線

對一般的韌性材料, 隨 增加而迅速上升, - 曲線表示了韌性材料隨裂紋擴展而發掘出來的材料抗裂潛力。 阻力曲線常具有上限平台,其值為:

J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線

它代表了定常情況下的飽和 值。不同材料的 值可在 的幾倍至幾十倍的範圍內變化。 阻力曲線的上升速度可由一材料長度 來度量,從對圖2中的分析可以得到:

J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
J阻力曲線 J阻力曲線
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值略小於 值自 加倍時裂紋所擴展的距離。 值較大,表明材料抗裂紋擴展能力較弱; 值較小,表明材料抗裂紋擴展能力較強。

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