材料的断裂学习教案

1、会计学1材料材料(cilio)的断裂的断裂第一页，共34页。第1页/共33页第二页，共34页。0cEa第2页/共33页第三页，共34页。该是含有缺陷的物体的断裂问题，该是含有缺陷的物体的断裂问题，可认为是裂纹体的断裂问题。可认为是裂纹体的断裂问题。第3页/共33页第四页，共34页。c第4页/共33页第五页，共34页。reUUUU0EaUe22ssraaU4)2(2saEaUU4220第5页/共33页第六页，共34页。GRIFFITH平板及其中裂纹的能量(N NGLI NG)变化0)4(22saEadaddadUaEsf2第6页/共33页第七页，共34页。a sEa2scf第7页/共33页第八页

2、，共34页。2 ()fE Pa2fEPa第8页/共33页第九页，共34页。第9页/共33页第十页，共34页。典型断裂的宏观断口典型断裂的宏观断口(不同不同(b tn)断裂形式下断裂形式下 的意义的意义 ) 45kS第10页/共33页第十一页，共34页。第11页/共33页第十二页，共34页。杯锥状断口杯锥状断口(dunku)形形成示意图成示意图第12页/共33页第十三页，共34页。脆性断裂断口(dunku)的放射状花样 脆性断裂断口(dunku)的人字纹花样圆柱形拉伸试样：断裂面与正应力垂直，断口平齐、光亮。断面上的放射状条纹汇聚(hu j)于一个中心，此中心区域就是裂纹源。板状矩形截面拉伸试样

3、:“人人”字纹花样的放射方向与裂纹扩展方向字纹花样的放射方向与裂纹扩展方向平行，但其尖顶指向裂纹源。平行，但其尖顶指向裂纹源。第13页/共33页第十四页，共34页。第14页/共33页第十五页，共34页。第15页/共33页第十六页，共34页。第16页/共33页第十七页，共34页。材料的力学状态图kskSkS第17页/共33页第十八页，共34页。skkSs温度温度(wnd)对断裂图的对断裂图的影响影响第18页/共33页第十九页，共34页。第19页/共33页第二十页，共34页。第20页/共33页第二十一页，共34页。二者的底部，至少其中之一有夹二者的底部，至少其中之一有夹杂物粒子存在。此外，韧窝也可

4、杂物粒子存在。此外，韧窝也可在晶界、孪晶界及相界处形核，在晶界、孪晶界及相界处形核，此时韧窝中可能没有第二相粒子。此时韧窝中可能没有第二相粒子。第21页/共33页第二十二页，共34页。微孔微孔(wi kn)形核示意图形核示意图微孔微孔长大长大和和连接连接第22页/共33页第二十三页，共34页。第23页/共33页第二十四页，共34页。第24页/共33页第二十五页，共34页。第25页/共33页第二十六页，共34页。原子间结合力与原子间位移的关系曲线可用正弦曲线表示： 如果原子位移很小，有 ，则 。当原子间位移很小时，根据虎克定律： 合并上述二式， 得：另一方面，晶体脆性断裂时所消耗的功用来供给形成

5、两个新表面所需之表面能。设裂纹面上单位面积的表面能为 。形成单位裂纹表面外力所作的功应为曲线下所包围的面积，即： 整理得： 代入 得：这就是完整的理想晶体脆性（解理）断裂的理论断裂强度。可见，晶体弹性模量越大，表面能越大、原子间距越小，即结合越紧密(jnm)，则理论断裂强度就越大。 返回xc2sinxx22sinxc20000)(aExaaxaEE02aEcsccdxx22sin2/0cs202aEc210)(aEscs第26页/共33页第二十七页，共34页。第27页/共33页第二十八页，共34页。小角晶界扭转晶界大角晶界台阶汇集成河流第28页/共33页第二十九页，共34页。第29页/共33页第三十页，共34页。韧窝形貌(xn mo)第30页/共33页第三十一页，共34页。第31页/共33页第三十二页