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应力场强度因子的概念是什么

问题补充说明:应力场强度因子的概念是什么

应力场强度因子的概念是什么

在线弹性理论的框架内,求360问答解裂纹尖端附近区域的解具有应力的奇异性。即应力会随着r→0而趋于无穷大。这种奇异性显然不符合物理事实,目前的理论解决是认为裂尖必然会出现一个塑性区。但是,出现了塑性区就超出了线弹性理论的框攻烧元距架,所以,如果硬要仅仅在线弹性理论的框架中建立解释的话,只有一种可能:那就是乱,材料的弹性模量E不再是杨火终才与严供吸用验紧常数而是一个可变化的参数,随着r→0,裂尖的材料的E也趋于无穷大。事实上从Irwin解中可以看出,随着r→0位移u和v也趋于零,这就意味着E随着r→0也趋于无穷大。所以,可以把应力强度因子K理解为是冲子些候应力奇异性的一个比例系数,也就是说K是【应力与弹性模都满越育车犯写甚尼量同时增大的比例均在架酒范渐稳关系的一个度量】,随着外杀重力的增大,裂纹的增长胶受控,这个比例系数也越大,也就是通常说的K值增大。既然K只是度刚粒掉显防省一个比例系数,所以虽然应力可以趋于无穷大,但K却会趋于一个有限值。

表面看来,说E可变甚至趋于无穷大比应力会趋于无穷大更不可思议,置著相状席预卫总费新其实,这种认知还是有物理学基础的。我们通常认为的材料拉伸弹性模量E是一个大量原子共同参与的弹性行为,每个原子键贡献的力量非常小,它们离开平衡位置的距离也非常微小。但在r测船态论→0的情况下,显然讨论否已经涉及到了几个原子间直至两个原子间的键合能了,即涉及到了金属的理论键合能。这就是表现出来E值可以大大高于通常E值的原因。而且在应力作用下,此时参与位移的原础粮超阻对死模村子仅仅只有数个原子,所以宏观上的位移表现不出来(为零会门众)。这种理论认识也可以速伤观的责说成是“随着r→0,裂尖处的材料将逐渐转为刚性体”,而应力强度因子K就是裂尖刚度强弱的表述。当然,任何材料的原子先者于配假计车传键合能都是有限值,所以当K增大到一定程度以后,原子键就会破坏,裂纹失稳扩展。

20多年来,有越来越多的学者在试图消除断裂理论中的应力奇异性,立跟太认为这样才能符合物理本质,从新建立起【应力原理】的一统天下。遗憾的是,大量的工作虽然卓有成效,但问题仍然没有解决。

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