按照断裂力学观点，提出新的判据 (新设计思想和选材准则) 引入一个考虑裂纹尺寸并表征材料特性的临 界值常数KC,称为平面应变断裂韧性。 新判据： K,=Yo√C<KG 即：当应力场强度因子小于或等于材料的平面应变 断裂韧性时，所设计的构件才安全，不致发生低应 力下的脆性断裂
引入一个考虑裂纹尺寸并表征材料特性的临 界值常数KIC,称为平面应变断裂韧性。 新判据： ◼ 即：当应力场强度因子小于或等于材料的平面应变 断裂韧性时，所设计的构件才安全，不致发生低应 力下的脆性断裂。 KI = Y C KIC 按照断裂力学观点，提出新的判据 （新设计思想和选材准则）
设计实例 ■有一实际使用应力σ=1.30×109Pa的构件，可选用 两种钢材，参数为： 甲钢：ys=1.95×109Pa,Kc=4.5×107Pam1/2 ◆ 乙钢： cys=1.56X109Pa,Krc=7.5×107Pa·m1/2
设计实例 ◼ 有一实际使用应力σ=1.30×109Pa的构件，可选用 两种钢材，参数为： ◼ 甲钢：σys=1.95×109Pa,KIC=4.5×107Pa·m1/2 ◼ 乙钢： σys=1.56×109Pa,KIC=7.5×107Pa·m1/2
传统设计观点 ■使用应力σX安全系数n≤屈服强度cys 甲钢：n= 0s=1.95×109 =1.5 1.30×109 乙钢： 05_1.56×109 n= =1.2 ,30×109 ■认为选用甲钢比乙钢安全
传统设计观点 ◼ 使用应力σ×安全系数n≦屈服强度σys 甲钢： 乙钢： ◼ 认为选用甲钢比乙钢安全 1.5 1.30 10 1.95 10 9 9 = = = ys n 1.2 1.30 10 1.56 10 9 9 = = = ys n
断裂力学观点 甲钢： Kc=1.0×109(Pa Y 乙钢： Ke=1670×10'(P四 Y ■ 可见：甲钢的σ<o,而乙钢的σ>σ，选用甲钢 不安全，会发生低应力下的脆性断裂，而选用 乙钢却更安全可靠。 ■参数KC非常重要
断裂力学观点 ◼ 甲钢： 乙钢： ◼ 可见：甲钢的σf<σ,而乙钢的σf>σ,选用甲钢 不安全，会发生低应力下的脆性断裂，而选用 乙钢却更安全可靠。 ◼ 参数KIC非常重要。 1.0 10 ( ) 9 Pa Y C KIC f = = 1.670 10 ( ) 9 Pa Y C KIC f = =
平面应变断裂韧性的物理意义 ■裂纹扩展的动力-即裂纹扩展2dc,单位表面所 释放的能量（弹性应变能降低)： nco2 G= 2dc E ■则：临界状态 2 G。 ACO E
平面应变断裂韧性的物理意义 ◼ 裂纹扩展的动力-即裂纹扩展2dc，单位表面所 释放的能量（弹性应变能降低）： ◼ 则：临界状态 E c dc dw G e 2 2 = = E c G c c 2 =