材料性能学（山东联盟）第四章测试_智慧树知到答案2021年

第四章 断裂韧性：本章重点：应力场强度因子K1及断裂韧性K1c、裂纹张开位移COD 及断裂韧性δc。本章难点：应力场强度因子K1的推导、修正和COD的原理。1.讨论材料中存在宏观裂纹的断裂问题。2.从力学角度出发，简要介绍断裂力学的基本原理。（1）第一章讨论光滑试样的断裂强度问题。从金属学角度分析金属脆断机理和强度本质。（2）第三章讨论缺口试样的缺口韧性问题，分析了缺口、低温和加载速率及外界因素对韧性的影响。3.讨论缺口试样的缺口韧性问题，分析了缺口，低温和加载速率及外界因素对韧性的影响因素及测试原理。4.1应力场强度因子KⅠ和断裂韧性KⅠC:1.低应力脆断断口没有宏观塑变痕迹，因此，裂纹在断裂扩展时，其尖端总是处于弹性状态，应力和应变呈线性关系。2.研究低应力脆断问题→应用弹性力学→构成线弹性断裂力学3.线弹性断裂力学分析裂纹体断裂问题的方法：（1）应力场强度分析方法：考虑裂纹尖端附近的应力场强度、得到断裂K数据。（2）能量分析方法：考虑裂纹扩展时系统能量的变化，建立能量转化平衡方程，得到断裂G数据。
4.2应力场强度因子KⅠ的修正:由于裂纹尖端塑性区的存在，则提出等效裂纹 等效裂纹：计算KⅠ时，采用虚拟等效裂纹取代实际裂纹。 ①裂纹a前方未屈服前、其σy分布曲线为ADB。 ②屈服并应力松弛后σy分布曲线为CDEF，塑性区宽度为R0 ③将裂纹延长为a+ry，顶点由o到o、，则a+ry为有效裂纹长度 ④由有效裂纹尖端o、的σy分布曲线为GEH和CDEF中的弹性应力部分EF相重合。 ⑤线弹性理论仍然有效。
4.3裂纹扩展能量释放率GⅠ的修正和断裂韧性GⅠC:应力场强度因子K1及断裂韧性K1c，裂纹扩展的能量率G1 及断裂韧性G1c。
4.4断裂韧性在工程中的应用:一、断裂韧性解决的工程问题1.确定裂纹体的最大承载能力；2.估算构件中所允许的最大裂纹尺寸3.正确选择构件的材料二、采用K判据分析处理问题的步骤：△结合具体情况了解构件所承受的平均应力、构件中裂纹的类型和尺寸以及材料的断裂韧性。1.平均应力：指和裂纹面相垂直的危险正应力，包括外加正应力和残余内应力。2.裂纹类型：重视Ⅰ型裂纹，它又有穿透裂纹、表面裂纹及内部裂纹之分。3.根据裂纹形状确定裂纹形状系数，并确定应力场强度因子KⅠ的表达式。4.如果考虑小范围屈服的影响，应用KⅠ修正后的表达式。（σ/σ_0.2 >0.7)

[单选题]对于金属的断裂，以下说法错误的是（    ）
低应力脆性断裂是由宏观裂纹扩展引起的
断裂只发生在材料所受应力超过抗拉强度的情况下
低应力脆性断裂发生在材料的屈服应力以下
断裂是机件的一种最危险失效形式
答案：断裂只发生在材料所受应力超过抗拉强度的情况下
[单选题]拉应力垂直作用于裂纹扩展面时，所产生的裂纹是（   ）
张开型裂纹
滑开型裂纹
撕开型裂纹
全部皆是[单选题]切应力平行作用于裂纹面，而且与裂纹线垂直时，所产生的裂纹是（   ）
撕开型裂纹
滑开型裂纹
全部皆是
张开型裂纹[单选题]在以下裂纹扩展形式中，最危险的形式是（   ）
撕开型裂纹
全部皆是
张开型裂纹
滑开型裂纹[单选题]对于应力场强度因子，以下描述错误的是（ ）
KⅠ可以表示应力场的强弱程度
KⅠ的大小直接影响应力场的大小
KⅠ是一个复合力学参量
KⅠ的表达式和裂纹类型无关