Mechanical properties of metal materials中文

1、ThisdocumentincludesMechanicalpropertiesofmetalmaterials,failureanalysisanddesigncriteria(strengththeories).Itisthefundamentalsofmechanicsofmaterials.Pleaserefertoreferencesforextensivereading.第三節(jié)金屬材料的性能材料的性能有使用性能和工藝性能兩類。使用性能是保證工件的正常工作應(yīng)具備的性能，主要包括力學性能、物理性能、化學性能等。工藝性能是材料在被加工過程中適應(yīng)各種冷熱加工的性能，包括鑄造性能、鍛壓性能、

2、焊接性能、熱處理性能、切削加工性能等。本節(jié)主要講述力學性能、物理和化學性能、工藝性能一、材料的力學性能載荷：零件和工具在使用過程中所受的力，按作用方式不同，可分為拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)等，又可分為靜載荷和動載荷。靜載荷力的大小不變或變化緩慢的載荷。如靜拉力、靜壓力等。動載荷力的大小和方向隨時間而發(fā)生改變。如沖擊載荷、交變載荷、循環(huán)載荷等。應(yīng)力：材料在任一時刻所受的力除以橫截面積之商。用表示。變形：金屬在外力的作用下尺寸和形狀的變化，“彈性變形”和“塑性變形”彈性變形去除外力后，物體能完全恢復原狀的變形。塑性變形當外力取消后，物體的變形不能完全恢復，而產(chǎn)生的永久變形。力學性能：是指在力的作

3、用下所顯示的與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或涉及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的性能，通俗地講是指材料抵抗外力引起的變形和破壞的能力。強度(strength)：材料在力的作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。分為抗拉、抗壓、抗彎、抗剪強度等塑性(plasticity):塑性是金屬在外力作用下能穩(wěn)定地改變自己的形狀和尺寸，而各質(zhì)點間的聯(lián)系不被破壞的性能硬度(hardness):材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為硬度韌性(toughness):韌性是指金屬在沖斷前吸收變形能量的能力，即抵抗沖擊破壞的能力1、抗拉強度與塑性測量拉伸試驗:GB/T228-1987(新標準，GB/T228-2002)。采用萬能材料試

4、驗機，給拉伸試驗緩慢施以拉力，測出拉力與變量的關(guān)系。可用于測量材料在拉力作用下的強度和塑性。拉伸試驗方法拉伸試樣拉伸試樣的頸縮拉伸試樣：按國家標準制作，試樣的截面可以為圓形、矩形、多邊形、環(huán)形等。其中圓形拉伸試樣如圖所示。L0原始標距長度；d0原始直徑。一般應(yīng)符合一定的比例關(guān)系：國際上常用的是L。/d=5（短試樣），原始標距長度不小于15mm；當試樣橫截面太小時，可采用L0/d=10（長試樣），或采用非比例試樣。L1拉斷后試樣標距長度；d1拉斷后試樣斷口直徑。拉伸曲線：拉伸試驗中記錄的拉伸力F與伸長量AL（某一拉伸力時試樣的長度與原始長度的差AL=Lu-LO）的FAL曲線稱為拉伸曲線圖。低碳鋼

5、拉伸曲線“oe”為純彈性變形階段，卸去載荷時，試樣能恢復原狀“e”點開始塑性變形“s點出現(xiàn)“屈服”現(xiàn)象，出現(xiàn)明顯塑性變形“sb”為強化階段，試樣產(chǎn)生均勻的塑性變形，并出現(xiàn)了強化“b”點為最大載荷，試樣出現(xiàn)“縮頸”現(xiàn)象“k”點試樣被拉斷（1）強度（strength）強度表示：強度一般用拉伸曲線上所對應(yīng)某點的應(yīng)力來表示。單位采用N/mm2（或MPa兆帕）=F/So式中：應(yīng)力（MPa）；F拉力（N）；S截面積（mm2）。o強度判據(jù)：拉伸試驗可用于測量彈性極限、屈服強度、規(guī)定殘余伸長強度、抗拉強度等彈性極限：e保持純彈性變形的最大應(yīng)力。ee=Fe/Seeo屈服強度（yieldstrength）：s產(chǎn)生

6、屈服時的應(yīng)力（屈服點），亦表示材料發(fā)生明顯塑性變形時的最低應(yīng)力值。=F/S規(guī)定殘余伸長應(yīng)力：sso產(chǎn)生0.2%殘余伸長率時的應(yīng)力。r0.2=F/Sr0.2r0.2o抗拉強度（tensilestrength）：斷裂前最大載荷時的應(yīng)力（強度極限）。b強度意義：一般機械零件或工具使用時，不允許發(fā)生塑性變形，故屈服點。s是機械設(shè)計強度計算的主要依據(jù)；抗拉強度代表材料抵抗拉斷的能力，若應(yīng)力大于抗拉強度，則會發(fā)生斷裂而造成事故。工程上還通過計算屈強比（os/ob，屈服點與抗拉強度的比值來判別材料強度的利用率，屈強比高，材料性能使用效率高，一般材料的屈強比以0.75為宜。(2)塑性(plasticity)塑

7、性判據(jù)：可用拉伸試驗測定斷后伸長率和斷面收縮率斷后伸長率（specificelongation）：S，用斷后標距的殘余伸長量（L1-L0）與原始標距長度（L0）之比的百分數(shù)。S=（L1-L0/L0）X100%*采用長、短試樣測出的斷后伸長率分別用5和J。表示。（一般JS10；一般大20%左右）。斷面收縮率（percentagereductioninarea）：巾，用拉斷后試樣橫截面積的最大縮減量（S0-S1）與試樣原始橫截面積（S。）的百分比。巾=（S0-S1）/S。X100%塑性意義：S和巾的數(shù)值越大，表明材料的塑性越好。塑性良好的金屬可進行各種塑性加工，同時使用安全性也較好。S10%屬塑性

8、材料金屬強度與塑性新、舊標準對照表性能符號性能符號斷面收縮率Z斷面收縮率斷后伸長率A斷后伸長率S5A113S10屈服強度一屈服點0s上屈服強度ReH上屈服點0sU下屈服強度RLeL下屈服點0sL規(guī)定殘余伸長強度Rr0r例如：Rr02規(guī)疋殘余伸長應(yīng)力例如：0r02抗拉強度Rm抗拉強度0b新標準GB/T228-2002舊標準GB/T228-19872、硬度測量硬度測量的應(yīng)用：硬度測量具有簡便、快捷；不破壞試樣（非破壞性試驗）；硬度能綜合反映材料的強度等其他力學性能；硬度與耐磨性具有直接關(guān)系，硬度越高，耐磨性越好。所以硬度測量應(yīng)用極為廣泛，常把硬度標注于圖紙上，作為零件檢驗、驗收的主要依據(jù)。測量方法

9、：可采用壓入法、加彈法、劃痕法等測量方法。生產(chǎn)中常用壓入法(有布氏硬度法、洛氏硬度法、維氏硬度法等)。布氏硬度計洛氏硬度計維氏硬度計(1)布氏硬度:HB(Brinell-hardness)(HBS、HBW)布氏硬度測量原理：采用直徑為D的球形壓頭，以相應(yīng)的試驗力F壓入材料的表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，用讀數(shù)顯微鏡測量殘余壓痕平均直徑d,用球冠形壓痕單位表面積上所受的壓力表示硬度值。實際測量可通過測出d值后查表獲得硬度值。HBS(HBW)=F/S=2F/nDD-(D2-d2)i/2】HBS表示用淬火鋼球壓頭測量的布氏硬度值。適用范圍：小于450；HBW表示用硬質(zhì)合金壓頭測量的布氏硬度值。適

10、用范圍：450650Fl!ilIlliIlliIIIIIIIHIIIIIIIIIIf布氏硬度的測雖布氏硬度的測量原理布氏硬度表示方法：符號HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值，符號后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時間。如：120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在lOOOkgf(9.807kN)載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120布氏硬度特點：優(yōu)點：測量數(shù)值穩(wěn)定，準確，能較真實地反映材料的平均硬度；缺點：壓痕較大，操作慢，不適用批量生產(chǎn)的成品件和薄形件布氏硬度測量范圍：用于原材料與半成品硬度測量，可用于測量鑄鐵；非鐵金屬(有色金屬)、硬度較低的鋼(如退火、

11、正火、調(diào)質(zhì)處理的鋼)洛氏硬度:HR(Rockwllhardnes)洛氏硬度測量原理：用金剛石圓錐或淬火鋼球壓頭，在試驗壓力F的作用下，將壓頭壓入材料表面，保持規(guī)定時間后，去除主試驗力，保持初始試驗力，用殘余壓痕深度增量計算硬度值，實際測量時，可通過試驗機的表盤直接讀出洛氏硬度的數(shù)值。HR=K-h/0.002K常數(shù)，金剛石壓頭取值100，球形壓頭取值1301加上初載荷后壓頭的包置2抑上初載荷+主載荷后壓頭的位置43卸去主載荷后壓頭的位骨h亡：卸去主載的彈性恢復洛氏硬度測量原理洛氏硬度測量條件：洛氏硬度可以測量從軟到硬較大范圍的硬度值，根據(jù)被測對象硬度值大小不同，可用不同的壓頭和試驗力，如下表。常

12、用洛氏硬度的試驗條件和應(yīng)用范圍硬度符號壓頭類型總試驗力F/N(kgf)硬度范圍應(yīng)用舉例HRA120o金剛石圓錐588.4(60)2088硬質(zhì)合金、碳化物、淺層表面硬化鋼等HRB1.588mm淬火鋼球980.7(100)20100退火、正火鋼，鋁合金、銅合金、鑄鐵HRC120o金剛石圓錐1471(150)2070淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、深層表面硬化鋼洛氏硬度特點：優(yōu)點：測量迅速、簡便、壓痕小、硬度測量范圍大，缺點：數(shù)據(jù)準確性、穩(wěn)定性、重復性不如布氏硬度洛氏硬度測量范圍：可用于成品和薄件，但不宜測量組織粗大不均勻的材料(如上表所示)維氏硬度:HV(diamondpenetratorhardness)維氏硬

13、度測量原理：與布氏硬度相似。采用相對面夾角為136。金剛石正四棱錐壓頭，以規(guī)定的試驗力F壓入材料的表面，保持規(guī)定時間后卸除試驗力，用正四棱錐壓痕單位表面積上所受的平均壓力表示硬度值。維氏硬度測量原理維氏硬度特點：測量范圍大，可測量硬度為101000HV范圍的材料；量壓痕小。維氏硬度應(yīng)用：可測量較薄的材料和滲碳、滲氮等表面硬化層。*上述各種硬度測量法，相互間沒有理論換算關(guān)系，故試驗結(jié)果不能直接進行比較，應(yīng)查閱硬度換算表進行比較。*各種硬度的換算經(jīng)驗公式：硬度在200600HBS時：1HRC相當于10HBS；硬度小于450HBS時：1HBS相當于1HV*利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度

14、：根據(jù)布氏硬度和洛氏硬度換算表，可歸納出一個計算簡單且容易記住的經(jīng)驗公式：HRC=(479-100D)/4,其中D為10mm鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在0.5-1范圍內(nèi)，該公式在現(xiàn)場用起來十分方便，您不妨試一試。3、沖擊韌性測量金屬夏比缺口沖擊試驗：按GB/T229-1994進行，采用橫截面尺寸為10mmX10mm、長度為55mm,試樣的中部開有V或U形缺口的沖擊試樣。試驗時沖擊試樣的開口背向擺錘的沖擊方向置于試驗機的支架上，將試樣一次沖斷。翔桿卻MS盤指針/沖擊試驗機沖擊試驗原理沖擊吸收功的測量沖擊吸收功ak:試樣在一次沖擊試驗力作用下

15、，斷裂時所吸收的功稱為沖擊吸收功，用akv（或KKVA）表示，單位為J（焦爾）。KUmgh-mgh=12mg(h-h)12沖擊吸收功的意義:判斷材料抵抗沖擊載荷的能力，沖擊吸收功小的材料，其脆性大，易被沖斷；沖擊吸收功對溫度敏感，可用于評定材料的冷脆傾向；沖擊及收功對組織敏感，可用于進行冶金夾雜物和熱加工質(zhì)量的簽定。4、疲勞極限疲勞現(xiàn)象:在循環(huán)力或交變力作用下工作的，盡管這種應(yīng)力遠小于材料的屈服點，但經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后斷裂的現(xiàn)疲勞斷裂原因：由于零件中存在疲勞源（如裂紋、夾雜、刀痕等缺陷），在循環(huán)力或交變力作用下疲勞源處產(chǎn)生疲勞裂紋，并不斷擴展，導致零件即發(fā)生突然斷裂。疲勞斷裂特點：無論為韌性還是

16、脆性材料，在疲勞斷裂時，事先無明顯塑性變形的預兆，因此疲勞斷裂具有很大的危險性。疲勞極限的測量：疲勞試驗測定疲勞極限，給試樣施加不同大小的循環(huán)力F,測量在不同交變應(yīng)力。作用下，試樣斷裂時循環(huán)力作用的次數(shù)N,并畫出疲勞曲線（o-N曲線）。疲勞極限，表示材料經(jīng)無數(shù)次交變載荷作用而不致引起斷裂的最大應(yīng)力值疲勞極根的實際確定方法：鋼鐵材料N取107次時，所對應(yīng)的交變應(yīng)力；有色金屬N取108次時，所對應(yīng)的交變應(yīng)力疲勞試驗原理示意圖疲勞曲線力學性能小結(jié)力學性能判據(jù)性能名稱符號含義抗拉強度試樣拉斷前所能承受的最大應(yīng)力屈服點強度規(guī)定殘余延伸強r0.2拉伸試驗產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力，試樣產(chǎn)生明顯塑性變形規(guī)定殘余伸

17、長率為0.2%時的應(yīng)力試樣橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分斷面收縮率塑性斷后伸長率斷后標距的殘余伸長與原始標距之比的百分率硬度韌性疲勞布氏硬度洛氏硬度維氏硬度沖擊吸收功疲勞極限HBS(HBW)HRA、HRB、HRCHV球形壓痕單位面積上承受的平均壓力用洛氏硬度標尺的滿程與壓痕深度之差計算的硬度正四棱錐壓痕單位面積上承受的平均壓力試樣沖斷所吸收的能量試樣受無數(shù)次循環(huán)應(yīng)力作用仍不破斷的最大應(yīng)力Reference: HYPERLINK /gccl/01/wangluokecheng/jiang/1gongchengcailiaodejichuzhishi/1-3/1-3.ht /gccl/0

18、1/wangluokecheng/jiang/1gongchengcailiaodejichuzhishi/1-3/1-3.ht失效的概念與分類失效-由于材料的力學行為而使構(gòu)件喪失正常功能的現(xiàn)象。比如說飛機因為爆炸而失去正常功能，這就是失效。失效由于材料的力學行為而使構(gòu)件喪失正常功能的現(xiàn)象。又比如，建筑工地的腳手架中由于某一桿件突然由直的變成彎的，從而使部分或全部腳手架失去正常的功能，這也是失效。失效分類*強度失效(FailurebyLostStrength)-由于斷裂(Rupture)或屈服(Yield)引起的失效，剛才的飛機由于爆炸失效就是強度失效。汽輪機的葉片與葉輪固定在一起，如果葉片根

19、部質(zhì)量發(fā)生問題，就有可能從葉片的端部首先發(fā)生破壞，這也是強度失效。首剛度失效(FailurebyLostRigidity)-由于過量的彈性變形引起的失效，它不發(fā)生斷裂，也不發(fā)生塑性變形，而是發(fā)生比較大的彈性變形。比如說樓板承載過大向下彎曲，這就是剛度失效。又比如，鉆床在鉆孔時，立柱受到一個軸向力和一個彎矩的作用，這個彎矩使立柱發(fā)生彎曲變形，鉆頭就不能保持垂直位置，從而影響了鉆孔的精度，如果立柱彈性變形過大，也會因此喪失其正常的功能，這也是剛度失效。之屈曲失效(FailurebyBuckling,FailurebyLostStability)由于平衡構(gòu)形的突然轉(zhuǎn)變而引起的失效。比如說如圖大型橋梁

20、，橋面通過纜繩支撐在立柱上，若立柱比較高且比較細，則在纜繩產(chǎn)生的壓力作用下，有可能突然從直線的平衡構(gòu)形轉(zhuǎn)變成彎曲的平衡構(gòu)形，這時不僅立柱發(fā)生屈曲失效，而且會使整個橋面坍塌。疲勞失效(FailurebyFatigue)由于交變應(yīng)力的作用，初始裂紋不斷擴展而引起的脆性斷裂，比如來回反復折斷鐵絲的過程中，鐵絲就發(fā)生了疲勞失效。蠕變失效(FailurebyCreep)-在一定的溫度和應(yīng)力下，應(yīng)變隨著時間的增加而增加，最終導致構(gòu)件失效。比如長期懸掛重量的纜繩的變形隨時間？曲松弛失效(FailurebyRelaxation)-在一定的溫度下,應(yīng)變保持不變，應(yīng)力隨著時間增加而降低，從而導致構(gòu)件失效。比如容器

21、在密封時需要用螺栓栓緊，螺栓就承受了預緊力，隨著時間增加，這個力就會越來越小，以至于密封失效。請注意區(qū)分蠕變失效和松弛失效的區(qū)別。本章主要討論強度失效和屈曲失效。Reference: HYPERLINK .en/03/2/gclx/zx/gclx-xx/gclx_12_1.htm .en/03/2/gclx/zx/gclx-xx/gclx_12_1.htm建立一般應(yīng)力狀態(tài)下強度失效判據(jù)與設(shè)計準則的思路建立一般應(yīng)力狀態(tài)下強度失效判據(jù)的難點：空應(yīng)力狀態(tài)的多樣性。從應(yīng)力狀態(tài)的種類和應(yīng)力狀態(tài)中主應(yīng)力的比值兩個角度來看，應(yīng)力狀態(tài)的種類有無窮多種。試驗的復雜性。對于一些復雜的應(yīng)力狀態(tài)，試驗難以實現(xiàn)，也不可

22、能通過試驗來實現(xiàn)每一種應(yīng)力狀態(tài)下的強度失效。不可能性與可能性不可能性與可能性逐一由試驗建立失效判據(jù)的不可能性；對于相同的失效形式建立失效原因假說的可能性；利用拉伸試驗的結(jié)果建立復雜應(yīng)力狀態(tài)下的失效判據(jù)觀察發(fā)生強度失效的形式是否相同，如果相同，則有可能有相同的失效原因，就能夠通過建立失效原因的假說來建立復雜應(yīng)力狀態(tài)下強度失效判據(jù)與設(shè)計準則。因此，關(guān)鍵是：第一，有沒有共同的失效形式；第二，對于相同的失效形式建立失效原因假說，當然這要經(jīng)過實踐的檢驗?兩種強度失效形式屈服無裂紋體斷裂“含裂紋體經(jīng)過大量的試驗歸納與總結(jié)，強度失效基本上可分為兩種失效形式，一種是屈服，一種是斷裂，包括無裂紋體和含裂紋體。這

23、兩種形式在常溫、靜載荷下都成立，于是我們就能建立關(guān)于這兩種失效形式的失效原因，從而建立關(guān)于這兩種失效形式的失效判據(jù)與設(shè)計準則。單向應(yīng)力狀態(tài)下材料的力學行為前面我們已經(jīng)做過幾種典型材料的拉伸試驗，現(xiàn)在歸納總結(jié)一下。包括:三種拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線彈性行為屈服行為斷裂行為硬化與軟化行為拉延行為卸載與重新加載行為單向壓縮應(yīng)力狀態(tài)下材料的力學行為單向應(yīng)力狀態(tài)下材料的失效判據(jù)o脆性材料三種拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖是脆性材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。如圖是韌性金屬材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。rE聚合物頸縮如圖是聚合物（工程塑料）的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。拉伸曲線的四個階段觀察韌性金屬材料拉伸曲線的四個階段。如圖，第一個階段是彈性階段

24、，這個階段分為兩種，當應(yīng)力小于op時，應(yīng)力和應(yīng)變成正比，此時應(yīng)力最大值叫做這種材料的比例極限；超過比例極限后，應(yīng)力和應(yīng)變雖然不保持正比關(guān)系，但變形依然是彈性的，卸載后變形完全恢復為零。第二個階段是屈服階段，超過彈性極限后，應(yīng)力不增加，應(yīng)變大幅度增加應(yīng)力應(yīng)變曲線上出現(xiàn)一個平臺，此時即使不加載，試樣的變形依然在增加，第三個階段強化階段，過了屈服階段后，應(yīng)力繼續(xù)增加，此時構(gòu)件又能承受第四個階段是斷裂階段，構(gòu)件發(fā)生斷裂。彈性行為所以，從這四個階段可以看出材料在單向拉伸時有這樣幾種行為。第一種行為是彈性行為，所有的變形都是彈性的，有兩個指標，一個是比例極限，一個是彈性極限。屈服行為第二種行為是屈服行為，

25、這時的應(yīng)力值就叫做屈服強度或屈服應(yīng)力。o0.20-2%條件屈服應(yīng)力塑性應(yīng)變等于0.2%時旳應(yīng)力值對于沒有屈服平臺的材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，用條件屈服強度（條件屈服應(yīng)力）來表示其屈服行為，即當加載后再卸載，若在試樣上還存在著0.2%的塑性應(yīng)變，這時的應(yīng)力值就叫做條件的屈服強度，用。0.2表示。硬化與軟化行為第三種行為是硬化和軟化行為，當材料超過屈服階段時，要產(chǎn)生變形就必須繼續(xù)加力，這種現(xiàn)象就叫做強化現(xiàn)象，在強化階段的最后試樣上出現(xiàn)緊縮，即某一個截面突然變小。緊縮之后試樣發(fā)生斷裂，這就是所謂的斷裂行為。斷裂行為剛才介紹的是韌性材料的斷裂行為，現(xiàn)在看脆性材料的斷裂行為。脆性材料沒有屈服、強化和軟化行為，

26、只有斷裂行為，從零到斷裂的整個曲線可以近似認為是直線，這時應(yīng)力與應(yīng)變近似地認為存在線性關(guān)系。韌性指標3=俎嚴xlOO%延伸率.兩種材料的強度指標，即失效應(yīng)力也不同。對于韌性材料，失效應(yīng)力等于屈服應(yīng)力；對于脆性材料，失效應(yīng)力就是強度極限。除了強度指標之外還有韌性指標，對于韌性材料，韌性指標5就是延伸率，其表達式如圖所示。卸載與重新加載行為如左圖，沿ABC加載，在C點時卸載，當卸載到零時，可以看到應(yīng)變并不為零，這就是卸載行為，但是卸載直線的斜率和加載時AB段的斜率近似平行。然后從D點再加載，最后可能在R處發(fā)生斷裂。單向壓縮應(yīng)力狀態(tài)下材料的力學行為如圖是低碳鋼壓縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線，可以看到比例極限、屈

27、服強度都是存在的，而且也有比較明顯的屈服階段，但低碳鋼沒有最后的斷裂，而是塑性變?nèi)鐖D是灰鑄鐵壓縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線，這與拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線有明顯差異，主要是產(chǎn)生了比較明顯的塑性變形，也就是由圓柱形壓縮破壞成圓鼓形；此外，破壞面也不同，拉伸時沿著橫截面斷裂，壓縮時沿著一個與軸線成一定角度的斜面破壞，破壞面說明這種破壞是被剪斷的。MPaoo門=amax11Jmixb一般應(yīng)力狀態(tài)下最大拉應(yīng)力就是。1,發(fā)生脆性斷裂時，最大拉應(yīng)力就等于強度極限。根據(jù)一般應(yīng)力狀態(tài)下最大拉應(yīng)力的數(shù)值和單向應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生脆性斷裂時最大拉應(yīng)力等于強度極限，就可以建立失效判據(jù)和設(shè)計準則。其中nb和強度極限相對應(yīng)。帶裂紋體的斷裂準則一線性斷裂力學準則打韌性材料脆性斷裂，由于在裂紋尖端存在應(yīng)力集中，在應(yīng)力集中區(qū)域處于三向拉伸的應(yīng)力狀態(tài)，就可能發(fā)生脆性斷裂。如裂紋尖端的應(yīng)力集中應(yīng)力集中拉伸的桿子開一個小孔，沒有開孔時應(yīng)力均勻分布，開孔后靠近空的地方應(yīng)力最大，離孔遠的地方應(yīng)力比較小。把最大應(yīng)力和平均應(yīng)力的比值叫做應(yīng)力集中因數(shù)K,K越大，表示最大應(yīng)力和平均應(yīng)力相差越大，應(yīng)力集中的程度就越高。應(yīng)力集中因數(shù)KI舊丄L一亠一I.丄000.20.30JE.B=0.9I