5材料的断裂韧性RAL5.1断裂韧性的基本概念传统强度设计方法：强度储备法，或安全系数法σ工作≤σ许用＝σs/n，高强钢和超高强度钢常常发生低应力脆断：工作应力低于屈服强度时产生的脆性断裂称为低应力脆性断裂，简称低应力脆断。低应力脆断的发生冲击了传统的设计思想，人们不得不开始研究工程构件为什么会突然断裂?又应该如何防止。低应力脆断是由宏观裂纹失稳扩展引起的：实际金属构件中，宏观裂纹往往难以避免（加工过程、服役过程）。必须针对金属构件中存在裂纹的实际情况，研究裂纹失稳扩展的力学条件。断裂力学：一种新的强度设计理论承认存在宏观裂纹，利用力学分析，定量研究裂纹扩展规律，裂纹体断裂强度。建立了材料性质、裂纹尺寸和工作应力之间的关系。断裂韧性：在断裂力学基础上建立起来的材料抵抗裂纹扩展断裂的韧性性能称为断裂韧性。它综合反映了材料的强度和塑性，在防止低应力脆断选用材料时，根据材料的断裂韧性指标，可以对构件允许的工作应力和裂纹尺寸进行定量计算。RAL5.1断裂韧性的基本概念5.1.1断裂强度与裂纹长度RAL由于工程上的低应力脆断事故一般都与材料内部的裂纹存在有关，而且材料内部的裂纹往往又是不可避免的，这样，研究裂纹对断裂强度的影响很有必要。将高强度材料的试样预制成不同深度的表面裂纹，进行拉伸试验，求出裂纹深度与实验断裂强度间的关系。通过实验，得出断裂强度σc与裂纹深度a的平方根成反比。1cacKacKa5.1断裂韧性的基本概念RAL②对应于一定的应力值时，存在着一个临界的裂纹深度ac，当裂纹深度小于此值时，裂纹是稳定的；裂纹深度大于此值时，就不稳定了，要发生裂纹失稳扩展，导致构件的断裂。③裂纹愈深，材料的临界断裂应力愈低；或者作用于试样上的应力愈大，裂纹的临界尺寸愈小。④若a一定时，K值越大，σc越大，表示使裂纹扩展的断裂应力越大。不同的材料，K值不同。因此，常数K不是一般的比例常数，它表达了裂纹前端的力学因素，是反映材料抵抗脆性破断能力的一个断裂力学指标。①对应于一定的裂纹深度a，存在一个临界的应力值σc，只有当外界作用应力大于此临界应力时，裂纹才能扩展，造成破断；小于此应力值，裂纹将是稳定的，不会扩展，构件也不会产生断裂。5.1断裂韧性的基本概念5.1.2裂纹体的三种位移方式RALⅠⅡⅢ张开型裂纹外加正应力σ和裂纹面垂直，在σ作用下，裂纹尖端张开，并且扩展方向和σ垂直，这种裂纹称为张开型裂纹，也称为Ⅰ型裂纹。如旋转的叶...
