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鄂尔多斯精密钢管深加工断裂事故

文章来源:山东佳荣钢管有限公司    发布时间::2020-10-25     点击量:4266

工程中的断裂事故



(1)1969年美国F-111飞机在执行飞行训练途中,做投弹恢复动作时,左翼脱落导致飞机坠毁。当时的飞行速度、总重量和过载等指标远低于设计指标,经检查分析后发现是制造时热处理不当,机翼枢轴出现缺陷,漏检后经疲劳载荷作用,裂纹继续扩展,造成低应力破坏。



(2)美国二战期间2500艘自由轮,700艘严重破坏,145艘断成两段,部分在平静的海面发生,均采用高强度材料。事后分析发现,焊接接头处的应力集中,在温度降低时冲击韧性降低,断裂容易发生。



(3)1938年比利时费廉尔大桥断成三截。

……



什么是断裂力学?



大量研究指出,脆断总是由宏观裂纹引起的,而对于大多数零件和结构来说,宏观裂纹的存在是不可避免的。带裂纹材料的强度取决于材料对裂纹扩展的抗力,这种抗力由材料内部属性决定。应用弹、塑性理论和新的试验技术,研究裂纹尖端附近的应力、应变场和裂纹的扩展规律,即为断裂力学。



构件断裂的过程



(1)裂纹的生成:① 在环境(疲劳、腐蚀、应力、温度等)的影响下,在构建的应力集中处产生宏观的微小裂纹;② 材料自身的缺陷;③生产加工过程出现的裂纹。



(2)裂纹的亚临界扩展:在环境的影响下,构件服役过程中宏观微小裂纹逐渐缓慢扩展。



(3)裂纹开始:在应力作用下,裂纹逐渐扩展,达到临界长度,构件突然失稳破坏。



(4)裂纹传播:失稳的裂纹以高速传播,速度可达在材料中声速的1/4。



(5)裂纹停止:裂纹失稳后可以穿过整个结构,使结构件破坏;或在一定条件下,裂纹停止。



断裂力学的分类







断裂力学的目的



断裂力学力学角度研究断裂过程的各个阶段,在大量试验的基础上研究带裂纹材料的断裂韧度和裂纹生成、扩展、失稳、止裂等规律,为产品提供更安全的设计。





断裂力学与材料力学的关系:



断裂力学虽然与材料力学类似,但他们的主要设计思想还是不一样的,这是最近的一份笔记(字迹比较丑,大家将就看看,看不懂的可以在讨论区留言),本文从构件不同的受力状态简单记录关于断裂力学与材料力学的差异。










虽然将断裂力学分为宏观和微观两方面,但在实际使用中并不用分得那么清楚,很多情况下,宏观断裂也需要用微观机理来解释。



通过断裂力学的学习,可以让我们对断裂规律有更进一步的认识,对缺陷进行剩余强度和寿命的分析,对指导前期材料设计有着重要的意义,也更贴近实际。根据实际应力计算出缺陷的临界值,可用来控制缺陷的探伤要求;计算得出的材料剩余寿命,可用来指导选材及估算构件使用寿命。
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