《断裂力学教案word版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《断裂力学教案word版（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈
2、芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂
3、蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿
4、莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃
5、蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇
6、蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂
7、芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆
8、蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀
9、莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇
10、薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁
11、莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆
12、节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀
13、蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂肇芁莁蚁螇肄
14、莇蚀罿莀芃蚀肂膃薁虿螁莈蒇蚈袄膁莃蚇羆莆艿螆肈腿薈螅螈羂蒄螄袀膇蒀螄肃羀莆螃螂芆节螂袅聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂衿蝿节芈袈袁肅薇袈肃芁薃袇膆膃葿袆袅荿莅蒂羈膂芁蒂肀莇薀蒁螀膀蒆薀袂莆莂蕿羄膈芈薈膇羁蚆薇袆芇薂薆罿聿蒈薆肁芅莄薅螁肈芀薄袃芃蕿蚃羅肆蒅蚂 第一章 断裂力学的基本概念1.1 断裂力学的产生与发展【产生】传统安全设计思想： （n、n1）低应力破坏现象：二战时，美国建造2500只船，700只发生破坏，145只在非军事行为下断为两截，美国T2油轮断裂，甲板应力为70MPa，而甲板屈服强度300MPa。新的衡量材料断裂性能指标出现，标志着断裂力学的产生。【发展】最早产生于1920年，Griffit
15、h（格里菲斯）提出：=常数-裂纹扩展临界应力，a-裂纹半长度该理论的局限性：成功的解释了脆性材料开裂现象，但不能很好的解释金属材料。1949年，Orowan（奥罗文）提出修正的格里菲斯公式：=常数-塑性变形功，E-弹性模量该理论的局限性：难以测量，工程上难以应用。1957年，Irwin（伊尔文）提出应力强度因子K的概念，奠定了线弹性断裂力学的基础。【发展状况】线弹性断裂力学成熟，弹塑性断裂力学不成熟。【断裂力学与材料力学的不同点】材料力学研究完整的材料，断裂力学研究带裂纹的材料。1） 静荷载情况：材料力学用许用应力设计构件，断裂力学用断裂韧性设计构件。2） 循环荷载情况：材料力学用疲劳极限设计
16、构件，断裂力学用疲劳寿命设计构件。1.2 裂纹的类型型裂纹（张开型裂纹）：拉应力垂直于裂纹扩展面。型裂纹（滑开型裂纹）：切应力平行于裂纹面且垂直于裂纹前沿线。 型裂纹（撕开型裂纹）：切应力平行于裂纹面，平行于裂纹前沿线。1.3 Griffith裂口理论理论假设：1） 脆性材料存在微裂纹，裂纹尖端应力集中大大降低了材料强度。2） 对应一定尺寸裂纹，有一临界应力值，当外加应力大小大于时，裂纹扩展导致断裂。3） 裂纹扩展条件是扩展所需要的表面能由系统释放的弹性应变能提供。无裂纹时 取相当大的板，上下端施加均布载荷，稳定后把两端固定，构成能量封闭体系。应变能： （1）有裂纹时 上述板上割开一穿透裂纹，裂纹表明无应力，应力被松弛，系统释放能量。应变能改变量（释放的能量）：（平面应力
