20世紀(jì)50年代,美國(guó)發(fā)射北極星導(dǎo)彈,其固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)殼體,采用了超高強(qiáng)度鋼制造,屈服強(qiáng)度為1400MPa,按照傳統(tǒng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與驗(yàn)收時(shí),其各項(xiàng)性能指標(biāo)都符合要求,設(shè)計(jì)時(shí)的工作應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度,但點(diǎn)火不久,就發(fā)生了爆炸。
為什么材料會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆斷?
原因:傳統(tǒng)力學(xué)把材料看成是均勻的,沒(méi)有缺陷的,沒(méi)有裂紋的連續(xù)的理想固體,但是,實(shí)際工程材料在制備、加工(冶煉、鑄造、鍛造、焊接、熱處理、冷加工等)及使用中(疲勞、沖擊、環(huán)境溫度等)都會(huì)產(chǎn)生各種缺陷(白點(diǎn)、氣孔、 渣、未焊透、熱裂、冷裂、缺口等)。
缺陷和裂紋會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,所受拉應(yīng)力為平均應(yīng)力的數(shù)倍。過(guò)分集中的拉應(yīng)力如果超過(guò)材料的臨界拉應(yīng)力值時(shí),將會(huì)產(chǎn)生裂紋或缺陷的擴(kuò)展,導(dǎo)致脆性斷裂。2100433B
(1)單晶體:解理斷裂,裂紋沿解理面擴(kuò)展;
(2)多晶體:沿晶斷裂,裂紋走向沿著晶面,而并不在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng);
(3)穿晶 ( 晶內(nèi) ) 斷裂,裂紋沿著多晶粒的解理穿過(guò),而不管晶界的位置如何。
雖然由于裂紋的存在,材料在力學(xué)特性上呈現(xiàn)出非線性特征,但是脆性材料本身是彈性連續(xù)的,其裂尖的開(kāi)裂過(guò)程可看做是連續(xù)的。因此在小范圍屈服的條件下,裂尖的破壞和斷裂過(guò)程仍可用線彈性力學(xué)理論加以解釋和描述。
設(shè)A和B分別為裂紋尖端處裂尖徑向方向上相鄰的兩個(gè)材料微單元體,其公共界面為節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4之間的連線。在荷載作用下裂尖應(yīng)力場(chǎng)在微元A和B上的最大應(yīng)力分別為
在某一組遠(yuǎn)場(chǎng)力系
在另外一組遠(yuǎn)場(chǎng)力系
由此可見(jiàn),在脆性斷裂時(shí),裂紋開(kāi)裂擴(kuò)展方向并不是由材料的最大主應(yīng)力、最大剪應(yīng)力或最大屈服點(diǎn)所決定,而應(yīng)考慮脆性斷裂微過(guò)程傳播的上述一致連續(xù)性特點(diǎn) 。
答:車(chē)上的后視鏡,牙醫(yī)用的窺耳鏡,交通反光鏡等。
我有但我不知怎么給你,傳給你。371853294
摘要:本文重點(diǎn)討論中國(guó)近年來(lái)由于環(huán)境污染不斷惡化,邊治邊污,治理不力等,所帶來(lái)的一系列嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)害與生態(tài)危機(jī)問(wèn)題: 生態(tài)環(huán)境的破壞和生態(tài)平衡的失調(diào);環(huán)境污染繼續(xù)惡化狀況與重大污染事件大面積隨時(shí)突發(fā);...
脆性斷裂一般發(fā)生在高強(qiáng)度或低延展性、低韌性的金屬和合金上。另一方面,即使金屬有較好的延展性,在下列情況下,也會(huì)發(fā)生脆性斷裂,如低溫,厚截面,高應(yīng)變率(如沖擊),或是有缺陷。脆性斷裂引起材料失效一般是因?yàn)闆_擊,而非過(guò)載。
經(jīng)長(zhǎng)期研究,人們認(rèn)識(shí)到,過(guò)去我們把材料看做毫無(wú)缺陷的連續(xù)均勻介質(zhì)是不對(duì)的。材料內(nèi)部在冶煉、軋制、熱處理等各種制造過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生某種微裂紋,而且在無(wú)損探傷檢驗(yàn)時(shí)又沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。那么,在使用過(guò)程中,由于應(yīng)力集中、疲勞、腐蝕等原因,裂紋會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展。當(dāng)裂紋尺寸達(dá)到臨界尺寸時(shí),就會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆斷的事故。
脆性斷口宏觀特點(diǎn)為:斷口平齊而光亮,且與正應(yīng)力垂直;脆性斷裂微觀特點(diǎn)為:斷口呈人字或放射花樣;
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60 第 5章 鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂事故 5.1 脆性斷裂概念 鋼結(jié)構(gòu)是由鋼材組成的承重結(jié)構(gòu),雖然鋼材是一種彈塑性材料,尤其低碳鋼表現(xiàn)出良好 的塑性,但在一定的條件下,由于各種因素的復(fù)合影響,鋼結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生脆性斷裂,而且往 往在拉應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生。脆性斷裂是指鋼材或鋼結(jié)構(gòu)在低名義應(yīng)力(低于鋼材屈服強(qiáng)度或抗 拉強(qiáng)度)情況下發(fā)生的突然斷裂破壞。鋼結(jié)構(gòu)的脆性斷裂通常具有以下特征: 1.破壞時(shí)的應(yīng)力常小于鋼材的屈服強(qiáng)度 ?y,有時(shí)僅為 ?y的 0.2 倍。 2.破壞之前沒(méi)有顯著變形,吸收能量很小,破壞突然發(fā)生,無(wú)事故先兆。 3.?dāng)嗫谄烬R光亮。 脆性破壞是鋼結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)中最危險(xiǎn)的破壞形式。由于脆性斷裂的突發(fā)性,往往會(huì)導(dǎo)致 災(zāi)難性后果。因此,作為鋼結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員,應(yīng)該高度重視脆性破壞的嚴(yán)重性并加以防范。 5.2 脆性斷裂的原因分析 鋼結(jié)構(gòu)塑性很好,但仍然會(huì)發(fā)生脆性斷裂,是由于各種不利因素綜合影響或作用的
脆性斷裂:沒(méi)有或僅伴隨著微量塑性變形的斷裂。玻璃的斷裂不發(fā)生任何塑形變形,是典型的脆性斷裂;而金屬的斷裂總伴隨著塑性變形,故金屬的脆性斷裂只是相對(duì)而言。根據(jù)裂紋擴(kuò)展的路徑,脆性斷裂又可以分為解理斷裂和晶間斷裂。
一種典型的穿晶脆性斷裂。一定晶系的金屬一般都有一組在正應(yīng)力作用下容易開(kāi)裂的晶面,稱(chēng)為解理面。一個(gè)晶體如果沿著解理面發(fā)生開(kāi)裂,則稱(chēng)為解理斷裂。
斷裂路徑沿著不同位向的晶粒間界出現(xiàn)的斷裂。晶間斷裂可以脆性的也可以是延性的,分別稱(chēng)為晶間脆性斷裂和晶間延性斷裂。
脆性斷裂,簡(jiǎn)稱(chēng)脆斷,是指:構(gòu)件未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂,斷裂時(shí)材料幾乎沒(méi)有發(fā)生過(guò)塑性變形。如桿件脆斷時(shí)沒(méi)有明顯的伸長(zhǎng)或彎曲,更無(wú)縮頸,容器破裂時(shí)沒(méi)有直徑的增大及壁厚的減薄。脆斷的構(gòu)件常形成碎片。材料的脆性是引起構(gòu)件脆斷的重要原因。
焊接結(jié)構(gòu)脆性斷裂,焊接結(jié)構(gòu)因材料低溫、脆化和存在焊接缺陷或殘余應(yīng)力等因素引起的突發(fā)性斷裂。