切口断裂韧性与裂纹断裂韧性之间关系的探讨
AN APPROCH TO THE RELATIONSHIP BETWEEN THE FRACTURE TOUGHNESS OF NOTCH AND THE FRACTURE TOUGHNESS OF CRACK
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摘要: 由裂纹顶端应变开裂判据εmax=εc可知,裂纹体、切口体和光滑体的开裂判据应是一致的,故三种试样所测得的断裂韧性之间必有内在联系,本文通过对广义缺口顶端应变场的理论分析和实验研究,运用松弛滑移的概念,得到裂纹和切口张开位移δ之表达式。同时,在探讨裂纹当量曲率半径ρf物理本质的基础上,得到ρf与材料中的夹杂物或第二相质点的平均间距λ大致相等的经验关系。从而得到切口断裂韧性与裂纹断裂韧性之间的换算关系:((δc)f)/((δc)n)=((δpc)f)/((δpc)n)=((δec*)f)/((δec*)n)=√(ρf/ρn)=√(λ/ρn)并通过实验进行了初步验证。Abstract: According to the fracture criterion of crack tip strain εmax=εc,It is known that the fracture criterion should be the same for smooth specimen and specimens with crack or notch.So among these three different specimens there must be an internal relation for thier fracture toughness measured.Through generalized analyzing of strain field atcrack tip backed up with results from experiments,the authors established the expression between the opening displacement of crack and that of notch by applying the concept of relaxation slip.Besides,the empirical relationship that Pf has nearly the same magnitude as the average interval λ of the impurities or the second phase particles in material is also obtained,based on the study of the physical nature of the equivalent radius Pf of the crack.Thus the conversion relationship between the fracture toughness of notch specimen and that of crack specimen could be written as((δc)f)/((δc)n)=((δpc)f)/((δpc)n)=((δec*)f)/((δec*)n)=√(ρf/ρn)≈√(λ/ρn),which has been preliminarily verified by experiments.
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