裂纹扩展的英文名:crack propagation
裂纹扩展指材料在外界因素作用下裂纹成核、生长的动态过程。裂纹扩展研究源于上世纪30年代格里菲斯(Griffich)断裂理论,根据裂纹受载情况可以划分为三类基本模式:张开型裂纹(Mode I)、剪切型裂纹(Mode II)和撕开型裂纹(Mode III)。裂纹扩展往往经历成核、稳态扩展和失稳扩展三个阶段,裂纹扩展一旦进入失稳扩展将对材料使用性能造成不可逆损伤,其危害性极大。
应用断裂力学的方法分析了带有初始斜裂纹的二维橡胶板在简单拉伸下的裂纹扩展特性.应用ABAQUS有限元软件建立了二维橡胶板的有限元模型,计算出倾角为0°,15°,30°,45°和60°的边缘斜裂纹橡胶板拉伸试件沿不同方向的J积分,得出橡胶板的裂纹扩展方向.通过有限元分析得出橡胶板并非沿着初始裂纹方向扩展而是与初始裂纹方向呈一夹角,且随着裂纹倾角的增大裂纹扩展方向和初始裂纹方向的夹角逐渐减小.
腐蚀疲劳是一种由疲劳应力和腐蚀介质共同引起的材料损伤,利用扫描电子显微镜原位观测技术对于预腐蚀LD10CZ铝合金进行了疲劳试验研究,试验结果表明腐蚀损伤强烈影响铝合金的疲劳裂纹扩展行为。
是低速率区。该区域内,随着应力强度因子幅度
若
当
研究疲劳裂纹门槛值在理论上和实际工程应用上都是有意义的。十分明显,一般的机械零件和工程构件是不会以来作为设计指标的。因为数值很低,如以来作为设计标准,这无疑是要求工作应力很低或者容许的裂纹尺寸很小。疲劳门槛值除了因应力比R的增加而减小外,还和组织有关。
是中速率裂纹扩展区。此时,裂纹扩展速率一般在
为高速率区,在这一区域内,da/dN大,裂纹扩展快,寿命短。其对裂纹扩展寿命的贡献,通常可以不考虑。此区域的上限为
S-N曲线以R=-1(对称循环)时的曲线作为基本曲线。
疲劳裂纹扩展门槛值,是指带裂纹的构件在交变载荷作用下不会发生疲劳扩展的应力强度因子交变值,符号为ΔKth。
fatigue crackgrowth threshold value
ΔK低于此值时裂纹的疲劳扩展速率几乎为0,故ΔKth也可称为下门槛值。而当ΔK很大之后扩展速率又突然急剧上升,构件即将断裂,这一ΔK的上限值称为上门槛值。在上下门槛值之间的疲劳扩展速率其规律一般可用帕里斯式描述。下门槛值ΔKth一般与材料的类型(例如低碳钢、碳锰钢、其他钢材)及交变载荷的平均应力有关,用实验方法可得到经验式。2100433B