材料科学基础 第九章.doc

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1、第九章失效一、学习目的一个部件或结构的设计常常要求工程师使失效的可能性降到最小。这样，理解备种失效模式的机制就很重要，即：断裂、疲劳和蠕变。此外，熟悉所应用的合适的设计原理，以防止服役屮失效二、本章主要教学内容学习木章后你可以做如下：1.描述韧性与脆性断裂的裂纹扩展机理。2.解释脆性材料的强度比理论计算值低很多的原因。3.以术语来定义断裂韧性S）简单陈述（b）给出公式，说明公式中所有参数。{4.分辨应力集中系数、断裂呦性、平面应变断裂韧性。}5.简单解释为何相同陶瓷材料的同样试样的断裂强度通常会显著分散。6.简单描述陶器出现细微裂纹的现象。7.给出名称并描述两种冲击断裂实验技术。8.定义

2、疲劳并特殊说明产生条件。9.从某种材料的疲劳图上确定：（a）疲劳寿命（在特定应力值下）；（b）疲劳强度（在给定循环次数条件下）。10.定义蠕变，详细说明其产生条件。11.给出某种材料的蠕变图，判定（a）稳态蠕变率，（b）断裂寿命。1.重要名词、概念和基木定律（屮英文对照）Ductilefracture.Amodeoffracturethatisattendedbyextensivegrossplasticdeformation.延性/韧性断裂：一种伴随大最犁性变形的断裂方式。Brittlefracture.Fracturethatoccursbyrapidcrackpropagation

3、andwithoutappreciablemacroscopicdeformation.脆性断裂：通过快速裂纹扩展发生断裂，没有明显的宏观变形。Transgranularfracture.Fractureofpolycrystallinematerialsbycrackpropagationthroughthegrains.穿晶断裂：多晶材料裂纹穿过晶粒扩展而断裂。Intergranularfracture.Fractureofpolycrystallinematerialsbycrackpropagationalonggrainboundaries.沿晶断裂：多晶材料裂纹沿肴晶界扩展而

4、断裂。Fracturemechanics.Atechniqueoffractureanalysisusedtodeterminethestresslevelatwhichpreexistingcracksofknownsizewillpropagate,leadingtofracture.断裂力学：一门断裂分析技术，用于确定已知尺寸的预先存在裂纹扩展并导致断裂的应力水平。Stressraiser.Asmallflaw(internalorsurface)orastructuraldiscontinuityatwhichanappliedtensilestresswillbeamplifi

5、edandfromwhichcracksmay应力集屮：一个小裂缝（内部或表面的）或者是结构不连续，在该处施加的拉伸应力将被放大，裂纹会扩展。propagate.Fracturetoughness(Kc)・Criticalvalueofthestressintensityfactorforwhichcrackextensionoccurs.断裂韧度（Kc）：发生裂纹扩展时应力强度因子的临界值。Planestrain.Thecondition,importantinfracturemechanicalanalyses,wherein,fortensileloading,thereiszer

6、ostraininadirectionperpendiculartoboththestressaxisandthedirectionofcrackpropagation;thisconditionisfoundinthickplates,andthezero-straindirectionisperpendiculartotheplatesurface・平面应变：在断裂力学屮重要的条件，对于拉伸载荷，在垂岚于应力轴和裂纹扩展的方向上均为零应变。该条件存在于厚板，零应变方向垂直于板面。厚度方向无应变,可以有应力。Planestrainfracturetoughness(Kjc).Thecr

7、iticalvalueofthestressintensityfactor(ie,atwhichcrackpropagationoccurs)fortheconditionofplanestrain.平面应变断裂韧性（KJ：平血应变条件下应力强度因了的临界值（即达到该值时裂纹发生扩展）。Charpytest.Oneoftwotests(seealsoIzodtest)thatmaybeusedtomeasuretheimpacten