重庆交通大学 电路分析 第八章

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1、疲劳与断裂1机械、结构等受力如何？如何运动？如何变形？破坏？如何控制设计？其目的是：了解工程系统的性态并为其设计提供合理的规则。工程力学（或者应用力学）是:将力学原理应用实际工程系统的科学。性态规则回顾2受力如何？如何运动？理论力学、振动理论等，研究对象为刚体；基本方程是平衡方程、运动方程等。如何变形？破坏？材料力学、弹性力学、塑性力学等，研究对象为变形体；基本方程是平衡方程、物理方程、几何方程等。3有缺陷怎么办？研究含缺陷材料的强度--断裂多次载荷作用下如何破坏？研究多次使用载荷作用下的破坏-

2、-疲劳缺陷从何而来？材料固有或使用中萌生--疲劳与断裂4按静强度设计，满足[]，为什么还发生破坏？19世纪30-40年代，英国铁路车辆轮轴在轴肩处（应力仅为0.4ys）多次发生破坏；1954年1月,英国慧星(Comet)号喷气客机坠入地中海（机身舱门拐角处开裂）；51967年12月15日，美国西弗吉尼亚的PointPleasant桥倒塌，46人死亡；1980年3月27日，英国北海油田Kielland号钻井平台倾复；127人落水只救起89人；二次大战期间，400余艘全焊接舰船断裂。主要原因

3、是由缺陷或裂纹导致的断裂。6大型汽轮机转子7轴叶轮疲劳断裂破坏8转子轴疲劳开裂疲劳断裂破坏9叶片击穿厂房10飞机整机结构强度实验机翼破坏实验11飞机整机结构强度实验机身破坏实验12上海东方电视塔高300m球径45m13抗震模型试验（破坏部位、破坏形式、抗震能力）静强度失效、断裂失效和疲劳失效，是工程中最为关注的基本失效模式。控制疲劳强度、断裂强度的是什么？14第一章概述introduction1.1什么是疲劳？什么是应力：应力定义为“单位面积上所承受的附加内力”。内应力[1]”指组成单一构造的不

4、同材质之间，因材质差异而导致变形方式的不同，继而产生的各种应力。应力集中是指受力构件由于几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象ASTME206-72在某点或某些点承受扰动应力，且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程，称为疲劳。15疲劳是在某点或某些点承受扰动应力，且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部永久结构变化的发展过程。研究目的：预测寿命。N=Ni+Np裂纹萌生+扩展疲劳问题的特点与研究目的：

5、扰动应力，高应力局部，裂纹，发展过程。特点：161.只有在扰动应力作用下，疲劳才会发生。扰动应力，是指随时间变化的应力。也可更一般地称为扰动载荷，载荷可以是力、应力、应变、位移等。172.破坏起源于高应力、高应变局部。应力集中处，常常是疲劳破坏的起源。要研究细节处的应力应变。静载下的破坏，取决于结构整体；疲劳破坏则由应力或应变较高的局部开始，形成损伤并逐渐累积，导致破坏发生。可见，局部性是疲劳的明显特点。因此，要注意细节设计，研究细节处的应力应变，尽可能减小应力集中。183.疲劳损伤的结果是形成

6、裂纹有裂纹萌生-扩展-断裂三个阶段。要研究疲劳裂纹萌生和扩展的机理及规律。19