2.3Griffith微裂纹强度理论.ppt
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1、Griffith(格里菲斯)认为,实际材料中存在许多细小的裂纹或缺陷。在外力作用下,这些裂纹和缺陷附近产生应力集中现象。当应力达到一定程度时,裂纹开始扩展而导致断裂。所以,断裂不是两部分晶体沿整个晶面拉断,而是裂纹扩展的结果。,2.3 Griffith微裂纹强度理论,孔洞端部应力: A=(1+2c/a), =a2/c,式中:A孔洞端部应力;外加应力 a原子间距; 曲率半径,若为扁平的锐裂纹,则c ,c/将很大,略去1,得: A = 2 (c/)1/2,A = 1+2(c/)1/2,是很小的,近似为原子间距a,则 A = 2 (c/a)1/2,A等于理论结合强度 th 时,裂纹就被拉开而迅速扩展
2、。裂纹扩展,使c增大,A进一步增加,最终导致材料断裂。,此时,A= th , 即: 2 (c/a)1/2 =(E/a)1/2 得 =c=(E/4c) 1/2 c为断裂应力,前面只考虑了裂纹端部一点的应力,实际上裂纹端部的应力状态是很复杂的。,Griffith从能量的角度上分析了裂纹扩展的条件:物体内储存的弹性应变能的降低大于等于开裂形成两个新表面所需的表面能。反之,前者小于后者,裂纹不会扩展。因此,物体内储存的弹性应变能的降低是裂纹扩展的动力。,将单位厚度的薄板拉长至l+l,然后固定两端。此时板中储存的弹性应变能为 (Fl)。 在板上割出一条长度2c的裂纹,产生两个新的表面。因此,弹性应变能降
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- 2.3 Griffith 裂纹 强度 理论
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