彈塑性斷裂力學(xué)概述及COD理論課件

彈塑性斷裂力學(xué)的COD理論小組人員：孫紅王佳美

秦秀奇孫芳芳指導(dǎo)老師：王吉會(huì)教授彈塑性斷裂力學(xué)的COD理論小組人目錄彈塑性斷裂力學(xué)的提出彈塑性斷裂力學(xué)的一種計(jì)算方法——COD理論對(duì)比COD和J積分理論實(shí)際中彈塑性斷裂力學(xué)的運(yùn)用目錄彈塑性斷裂力學(xué)的提出彈塑性斷裂力學(xué)的一種計(jì)算方法——CO線彈性斷裂力學(xué)脆性材料高強(qiáng)度鋼小范圍屈服的金屬材料大范圍屈服全面屈服彈塑性斷裂力學(xué)彈塑性斷裂力學(xué)的提出第一章線彈性斷裂力學(xué)脆性材料高強(qiáng)度鋼小范圍屈服的金屬材料大范圍屈服常見的彈塑性斷裂剖面第一章常見的彈塑性斷裂剖面第一章COD理論1961年Wells提出了COD（CrackOpeningDisplacement）,認(rèn)為當(dāng)裂紋張開位移δ達(dá)到材料的臨界值δc時(shí)，裂紋即發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。表示為

δ=δc

它主要解決裂紋尖端張開位移與裂紋幾何尺寸、外加載荷之間的關(guān)系，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)得的材料的裂紋張開位移的臨界值判斷材料的斷裂性能。第二章COD理論1961年Wells提出了CODCOD理論J積分理論計(jì)算簡(jiǎn)單，所得到的一些經(jīng)驗(yàn)公式能有效的解決工程實(shí)際問(wèn)題計(jì)算復(fù)雜，但理論更嚴(yán)謹(jǐn)，直接在中、低強(qiáng)度鋼焊接結(jié)構(gòu)和壓力容器斷裂分析中應(yīng)用廣泛已用于發(fā)電工業(yè)，特別是核動(dòng)力裝置中材料的斷裂準(zhǔn)則COD理論與J積分對(duì)比第三章計(jì)算簡(jiǎn)單，所得到的一些經(jīng)驗(yàn)公式能有效的解決工程實(shí)際問(wèn)題計(jì)算復(fù)實(shí)際中的應(yīng)用：

基于復(fù)合梁的鋼橋面鋪裝斷裂判據(jù)及疲勞壽命的研究研究?jī)?nèi)容：鋼橋面鋪裝主要用于提高行車的舒適性和鋼橋面的耐久性，如何延長(zhǎng)其使用壽命是鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。然而開裂卻大大限制了其服役壽命。因此鋼橋面鋪裝層裂縫的萌生及擴(kuò)展機(jī)理、鋪裝的剩余壽命等斷裂力學(xué)問(wèn)題成為學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的焦點(diǎn)。實(shí)際中的應(yīng)用：

基于復(fù)合梁的鋼橋面鋪裝斷裂判據(jù)及疲勞壽命的研研究背景研究背景可行性由于鋪裝材料環(huán)氧瀝青混凝土是由骨料顆粒和環(huán)氧瀝青結(jié)合料等構(gòu)成的帶有天然缺陷的復(fù)合材料，這些缺陷是引起鋪裝疲勞裂縫的主要誘因之一。斷裂力學(xué)是從材料或結(jié)構(gòu)中存在微裂縫的基點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)用彈性力學(xué)和塑性力學(xué)理論研究裂縫產(chǎn)生和擴(kuò)展的條件和規(guī)律的科學(xué)，所以彈塑性斷裂力學(xué)是研究橋面鋪裝疲勞失效判據(jù)的有效途徑?？尚行杂捎阡佈b材料環(huán)氧瀝青混凝土是由骨研究方法以復(fù)合梁為研究對(duì)象，從斷裂力學(xué)的基本理論入手，通過(guò)室內(nèi)復(fù)合梁三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)研究橋面鋪裝復(fù)合結(jié)構(gòu)的COD斷裂參數(shù)，并建立COD斷裂判據(jù)；（見論文中第二章）利用數(shù)值分析方法，選取三種不同復(fù)合梁尺寸研究橋面鋪裝斷裂參數(shù)的尺寸效應(yīng)，并分析COD設(shè)計(jì)曲線在鋪裝安全裕度評(píng)價(jià)中的應(yīng)用；（見論文中第三章）結(jié)合復(fù)合梁的疲勞試驗(yàn)和COD理論研究橋面鋪裝的疲勞性能，預(yù)估橋面鋪裝的疲勞壽命。（見論文中第四章）研究方法以復(fù)合梁為研究對(duì)象，從斷裂力學(xué)的基本理論入手，通過(guò)室試驗(yàn)內(nèi)容（第二章）采用三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)研究復(fù)合梁I型裂縫在不同溫度下的斷裂性能，比較各斷裂參數(shù)的適用條件，選用CTOD（裂紋尖端張開位移）斷裂參數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)得到臨界裂縫尖端張開位移（CTODC），并分析了溫度對(duì)其的影響，提出了適用于鋼橋面鋪裝的斷裂判據(jù)。試驗(yàn)內(nèi)容（第二章）采用三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)研究復(fù)合梁I型裂縫在不同環(huán)氧瀝青混凝土的塑性特征利用小梁彎曲試驗(yàn)研究了環(huán)氧瀝青混凝土低溫性能，同時(shí)進(jìn)行了SMA試件和AC改性瀝青混合料試件的對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2.6環(huán)氧瀝青混凝土的塑性特征利用小梁彎曲試驗(yàn)研究了環(huán)氧瀝青混凝土環(huán)氧瀝青混凝土的塑性特征根據(jù)環(huán)氧瀝青混凝土的低溫性能可知，它不是一種完全的彈性變形材料，其斷裂特性隨著溫度變化會(huì)有很大的不同，并且以5℃為分界點(diǎn)。因此文中采用彈塑性斷裂力學(xué)理論來(lái)研究鋼橋面鋪裝的斷裂判據(jù)。采用三點(diǎn)彎曲梁試驗(yàn)對(duì)不同溫度下環(huán)氧瀝青混凝土斷裂性能進(jìn)行研究環(huán)氧瀝青混凝土的塑性特征根據(jù)環(huán)氧瀝青混凝土的低溫性能可知，它試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)開始前試件的初始裂紋和試驗(yàn)結(jié)束后的裂紋擴(kuò)展圖試驗(yàn)