5 恒力破坏
地震破坏等级划分
地震破坏等级划分
地震破坏等级又称为烈度，是用来评估地震对地表造成破坏程度的一种标准。
目前国际上常用的烈度标准是日本的日本气象厅标准和中国的中国地震局标准。
日本气象厅标准将烈度划分为10度，分别是0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度和9度。
其中0度表示无感地震，9度则表示最大烈度，造成极大破坏。
例如，2011年3月11日的东日本大地震，烈度达到了7度。
中国地震局标准将烈度划分为12度，分别是I度、Ⅱ度、Ⅲ度、Ⅳ度、Ⅴ度、Ⅵ度、Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度、Ⅹ度、XI度和XII度。
其中I度和Ⅱ度表示不易察觉的微震，XII度则表示极度破坏，整个区域变为废墟。
例如，2008年汶川大地震，烈度达到了XI度。
这些划分标准，对于地震研究和预防措施的制定都至关重要，也方便人们对地震破坏程度进行评估和比较。
混凝土的破坏原理
混凝土的破坏原理
混凝土的破坏原理主要有以下几个因素：
1. 压力破坏：当混凝土受到过大的压力时，会出现压力破坏。
在强度不变的情况下，当外力超过其承载能力时，混凝土中的晶体结构会发生错乱、转移或破坏，导致混凝土的破坏。
2. 弯曲破坏：混凝土作为弹性变形材料，在受大的挠曲弯曲时容易出现弯曲破坏。
当混凝土梁受到负载时，负载发生变形，传递至混凝土中，混凝土迅速变形并导致梁的破裂。
3. 剪切破坏：混凝土在受到强靭性剪切力时会出现剪切破坏。
当混凝土受到剪切力时，混凝土会在剪切面呈现出不同的变形，最终导致混凝土破裂。
4. 冻融破坏：在寒冷的气候条件下，混凝土内部的水分会被冻结，形成冰晶，导致土壤的膨胀，造成混凝土构件的破坏。
5. 化学破坏：化学反应和环境因素也会影响混凝土的性能。
例如，确定的酸性和碱性环境、矿物质等可导致混凝土的化学破坏，使其破裂或脱落。
5级地震的破坏程度
5级地震的破坏程度地震是一种自然灾害，经常给人们的生活和财产带来严重的破坏。
地震的破坏程度通常是根据震级来评估和测量的。
其中，5级地震被视为中等强度地震，它具有一定的破坏能力，但相对于更高级别的地震，其破坏程度较小。
在本文中，我们将讨论5级地震的破坏程度，包括对房屋、基础设施和人员的影响。
房屋破坏5级地震对房屋的破坏程度取决于多个因素，包括地震的震源深度、震中距离和建筑物的结构强度。
一般来说，建筑结构较强且符合抗震设计标准的房屋在5级地震中可能只会受到轻微的损坏，如墙体出现裂缝或天花板出现掉落等。
然而，对于老旧建筑或未经抗震设计的房屋来说，5级地震可能会导致更严重的破坏，包括墙体倒塌、部分结构失稳甚至全体倒塌。
此外，在5级地震中，地震波的传播速度较低，由于震级相对较小，所以地震波相对来说传播距离较短。
这意味着地震的破坏范围相对较小，主要集中在震中周围的地区。
因此，在一个地区内，破坏程度可能会有很大的差异，离震中越近的地方可能会受到更严重的破坏。
基础设施破坏除了对房屋的破坏，5级地震还可能对基础设施造成一定的破坏。
基础设施包括道路、桥梁、电力线路和供水管道等。
在5级地震中，基础设施通常会受到震动的影响，导致部分破损甚至倒塌。
道路和桥梁是地震后基础设施中最容易受到破坏的部分。
地震会导致土壤液化、滑坡或地面沉降等问题，进而对道路和桥梁的稳定性造成影响。
此外，地震的震动也可能使得电力线路和供水管道断裂，导致停电和供水中断。
这些破坏将直接影响人们的出行和生活。
人员伤亡5级地震相对较低的震级使得人员伤亡的风险相对较小。
然而，仍然可能发生一些轻伤或重伤的情况。
人员伤亡的程度取决于地震发生的地点、人口密集程度以及人们的自我保护意识。
在地震发生时，人们应该尽量躲避跌落物和坍塌物的风险，在建筑物内寻找遮蔽物或站在结实的家具旁边。
此外，人们还应当加强自我保护意识，通过参加地震演习、学习应急逃生知识等方式提高自己的逃生能力。
四个常用古典强度理论
一、两个概念：
1、极限应力圆：
t
ts
极限应力圆
O
s
s s3
s s2
s s1
2、极限曲线：
3、近似极限曲线：
二、莫尔强度理论：
任意一点的应力圆若与极限曲线相接触，则材料即 将屈服或剪断。
下面推导莫尔强度理论的破坏条件
整理 得破坏条件
强度条件：
相当应力：
适用范围：
考虑了材料拉压强度不等的情况，可以用于铸铁 等脆性材料，也可用于塑性材料。当材料的拉压强度 相同时，和第三强度理论相同。
1. 最大拉应力理论（第一强度理论）
无论材料处于什么应力状态，只要 最大拉应力达到极限值，材料就会发生 脆性断裂。
破坏原因：stmax （最大拉应力）
破坏条件：s1 = so （sb）
强度条件: 适用范围: 脆性材料拉、扭；
一般材料三向拉； 铸铁二向拉-拉，拉-压（st＞ sc）
2. 最大伸长线应变理论
23 11 10
例 题1
其次确定主应力
例 题1
主应力为 s1＝29.28MPa, s2＝3.72MPa, s3＝0
smax= s1< [st] = 30MPa
结论：满足强度条件。
23 11 10
例题2
120
P
P=200kN
14
AC
○
DB ○ 280
○
8.5 z
420
420
2500
14 y
已知：[s]=170 MPa, [t]=100 MPa,
无论材料处于什么应力状态，只要最 大剪应力达到极限值，就发生屈服破坏。
破坏原因：tmax 破坏条件: tmax = to 强度条件
混泥土破坏的原理
混泥土破坏的原理
混凝土破坏的原理有以下几个方面：
1. 压力破坏：当混凝土承受超过其承载能力的压力时，会发生破坏。
这种破坏可以是局部的或是整体的。
2. 拉力破坏：当混凝土承受拉力时，会出现裂缝，超过其承受能力时则发生拉伸破坏。
3. 剪切破坏：当混凝土承受剪切力时，会出现弯曲变形，当弯曲变形达到其极限时即可发生剪切破坏。
4. 内部缺陷破坏：混凝土中可能存在隐蔽的空隙、夹杂、裂纹等内部缺陷，当外部环境变化或力作用加剧时，内部缺陷可能会扩大导致混凝土破坏。
5. 冻融破坏：混凝土中的水分会因为温度变化而膨胀或收缩，如果水分在混凝土中积聚比较多，就会形成冰芯从而导致混凝土破坏。
6. 化学侵蚀破坏：混凝土中的化学成分会被侵蚀，导致混凝土强度降低。
以上这些因素都可能导致混凝土破坏。
失效分析
09机械4班 第三组
目录
1、断口分析 2、恒力破坏 3、非破坏性检测 4、破坏成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分析 5、失效分析程序
1、断口分析
失效分析是指分析研究机械产品的断裂、变形、磨损、腐蚀 等失效过程的特征或规律，并从中找出损坏的原因的一门新的分 析技术。 机械产品的失效一般可分为非断裂失效和断裂失效两大类， 非断裂失效一般包括磨损失效、腐蚀失效、变形失效及功能退化 失效等。断裂失效是机械产品最主要和最具危险性的失效，分类 比较复杂，一般有如下几种： （1）按断裂机理可分为滑移分离、韧窝断裂、蠕变断裂、解理 与准解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂； （2）按断裂路径分为穿晶、沿晶和混晶断裂；
（2）分叉法 将散落断片按相匹配断口 合并，其裂纹形成树枝型。在断裂失效中， 往往在出现一个裂纹后，产生很多的分叉 或分枝裂纹。裂纹的分枝或分叉方向通常 为裂纹的局部扩展方向，其相反方向指向 裂源，即分枝裂纹为二次裂纹，汇合裂纹 为主裂纹。 （3）变形法 将散落断片按相匹配断 口合并，构成原来机械构件的几何外形， 测量其几何形状的变化情况，其变形量较 大的部位为主裂纹，其它部位为二次裂纹。
1.2 断口的宏观观察
断口的宏观观察是指用肉眼、放大镜、光学显微镜及扫描电镜的低倍观察
。
首先用肉眼或放大镜观察断裂构件的外貌，应特别注意构件断片的表面观 察，看一看是否有加工缺陷，例如刀痕、折叠等和变形及缩颈、弯曲等，是 否存在着产生应力集中的薄弱环节。 接着，根据断口的宏观特征来确定裂源及其裂纹的扩展方向。在此基础上 将断口按裂源区、裂纹缓慢扩展区和裂纹快速扩展区进行光学显微镜和扫描 电子显微镜的低倍观察，特别是裂源区要用双筒立体显微镜进行反复观察， 因为裂源往往与材料缺陷有联系。 通过断口的宏观分析，能够了解断裂的全过程，因而有助于确定断裂过程和 构件几何结构间的关系，并有助于确定断裂过程和断裂应力（正应力及切应 力）间的关系。断口的宏观分析，可以直接确定断裂的宏观表现及其性质， 即宏观脆断还是韧断，并可确定断裂源区的位置、数量及裂纹扩展方向等。 断口的宏观分析是断裂件失效分析的基础。
梁斜截面受剪破坏的三种形态
梁斜截面受剪破坏的三种形态
1、斜拉破坏：当剪跨比λ>3时，发生斜拉破坏。
其破坏特征是：斜
裂缝一旦出现就迅速延伸到集中荷载作用点处，使梁沿斜向拉裂成两部分
而突然破坏，破坏面整齐、无压碎痕迹，破坏荷载等于或略高于出现斜裂
缝时的荷载。
斜拉破坏时由于拉应变达到混凝土极限拉应变而产生的，破
坏很突然，属于脆性破坏类型。
2、剪压破坏：当剪跨比1≤λ≤3时，发生剪压破坏。
其破坏特征是；弯剪斜裂缝出现后，荷载仍可以有较大的增长。
随荷载的增大，陆续出现
其它弯剪斜裂缝，其中将形成一条主要的些裂缝，称为临界斜裂缝。
随着
荷载的继续增加，临界斜裂缝上端剩余截面逐渐缩小，最后临界斜裂缝上
端集中于荷载作用点附近，混凝土被压碎而造成破坏。
剪压破坏主要是由
于剩余截面上的混凝土在剪应力、水平压应力以及集中荷载作用点处竖向
局部压应力的共同作用而产生，虽然破坏时没有像斜拉破坏时那样突然，
但也属于脆性破坏类型。
与斜拉破坏相比，剪压破坏的承载力要高。
3、斜压破坏：当剪跨比λ很小（一般λ≤1）时，发生斜压破坏。
其破坏特征是：在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条大致平行的腹
剪斜裂缝，随荷载增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干斜向受压的“短
柱体”，最后它们沿斜向受压破坏，破坏时斜裂缝多而密。
斜压破坏也很
突然，属于脆性破坏类型，其承载力要比剪压破坏高。
钢筋混凝土破坏准则及本构关系
钢筋混凝土破坏准则及本构关系
弯曲破坏是钢筋混凝土最常见的破坏方式之一、当承受外力时，梁或柱的截面经历弯曲变形。
当弯曲应力超过混凝土的抗弯强度时，混凝土就会发生破坏。
在弯曲过程中，由于混凝土和钢筋之间的黏结力，钢筋能够吸收一部分拉应力，并将其转移到混凝土中，有效增加了结构的强度和韧性。
剪切破坏是钢筋混凝土中的另一种常见破坏方式。
当柱或梁横向受到外力时，会产生剪切力。
如果剪切应力超过了混凝土的抗剪强度，就会发生剪切破坏。
在剪切破坏过程中，混凝土会先发生压碎破坏，然后在剪切带内出现拉裂破坏。
压碎破坏通常出现在混凝土柱或墙等受压构件中。
当柱子或墙受到高压力时，混凝土会发生压碎破坏。
在这种破坏形式中，混凝土的应力超过了其抗压强度，导致其破裂。
拉裂破坏主要出现在受拉构件例如梁中。
当梁受到拉力时，混凝土会出现拉裂破坏。
在拉裂破坏过程中，混凝土的应力超过了其抗拉强度，在拉力的作用下产生裂缝，并逐渐扩展直至断裂。
对于钢筋混凝土的本构关系，通常采用弹塑性本构模型。
该模型将混凝土视为一个弹性材料，在承受较小应力时，呈现线性弹性行为；当应力超过其线性弹性范围时，混凝土将呈现非线性的塑性变形。
钢筋的本构关系通常使用钢筋本构方程来描述，该方程通常使用工程弹性模量和屈服强度来表示。
总之，了解钢筋混凝土的破坏准则及本构关系对于设计和施工钢筋混凝土结构至关重要。
只有通过综合考虑各种破坏模式和本构关系，才能确保结构的安全性和可靠性。
振动破坏的原理
振动破坏的原理振动破坏是指由于物体在振动作用下产生的应力与其材料强度不匹配，从而导致材料发生损坏和破裂的一种破坏形式。
振动破坏的原理可以通过以下几个方面来解释。
首先，振动破坏的原理涉及到材料的固有频率。
每个物体都有其固有的频率，即使在没有外力作用下，也会以其固有频率自发振动。
当外力频率接近物体的固有频率时，会导致共振现象发生，共振可以让物体吸收的能量变得非常强大。
如果外力持续作用时间较长，那么这种高能量的共振现象就会导致物体的损坏。
其次，振动破坏的原理涉及到应力的积累。
当物体受到振动载荷作用时，会产生应力。
应力是物体内部由于外力作用而引起的一种力，可以理解为单位面积上的力。
当应力一直积累到超过物体的材料强度时，就会发生破坏。
振动破坏的原因之一是外力作用频率高，导致应力被持续加载，从而加速了应力的积累过程。
此外，振动破坏的原理还与材料的疲劳性质有关。
材料在受到振动载荷作用下，会出现应力变化的周期性加载，这种加载导致材料内部微观结构发生变化，引起材料疲劳。
当疲劳损伤积累到一定程度时，就会导致材料破坏。
疲劳破坏是振动破坏的常见方式，特别在高循环次数的振动加载下，材料的疲劳寿命会急剧减少。
最后，振动破坏的原理还与材料的共振现象有关。
共振是指物体在受到外力作用时，使得物体的振幅不断增大。
当外力的频率与物体固有频率相符时，会导致共振发生，增大了物体的振幅和动能。
物体在共振状态下的振幅将会非常大，这将对材料造成剧烈的应力和应变，从而导致破坏。
综上所述，振动破坏的原理是由于振动载荷引起物体内部应力的积累、材料的疲劳和共振现象的影响。
这些因素共同作用下，会导致物体受到损伤甚至破坏。
为了避免振动破坏，需要对物体和振动载荷进行合理设计，做好振动参数的控制和监测。
同时，对材料的疲劳寿命进行评估和改进也是减少振动破坏的重要措施。
无腹筋梁的斜截面破坏形态及发生条件
无腹筋梁的斜截面破坏形态及发生条件无腹筋梁的斜截面破坏形态主要有以下几种：
1. 剪切破坏：当梁的剪应力超过材料的抗剪强度时，梁的斜截面会发生剪切破坏。
这种破坏形态通常发生在梁的支座附近，因为那里的剪应力最大。
2. 弯曲破坏：当梁的弯矩超过材料的抗弯强度时，梁的斜截面会发生弯曲破坏。
这种破坏形态通常发生在梁的中段，因为那里的弯矩最大。
3. 压溃破坏：当梁的压力超过材料的承压能力时，梁的斜截面会发生压溃破坏。
这种破坏形态通常发生在梁的受压区，因为那里的压力最大。
无腹筋梁的斜截面破坏发生条件主要包括以下几点：
1. 荷载过大：当梁承受的荷载超过其设计荷载时，斜截面容易发生破坏。
2. 材料质量差：如果梁的材料质量不好，其抗剪、抗弯和承压能力都会降低，从而增加斜截面破坏的风险。
3. 设计不合理：如果梁的设计不合理，例如截面尺寸不合适，或者配筋不足，都可能导致斜截面破坏。
4. 施工质量问题：如果梁的施工质量不好，例如混凝土浇筑不均匀，或者钢筋绑扎不牢固，都可能影响梁的稳定性，增加斜截面破坏的风险。
韧性破坏名词解释
韧性破坏名词解释破坏是指在一定的条件下材料逐渐丧失其原有性质，最终断裂的现象。
它包括脆性破坏和韧性破坏两种形式。
从使用上来讲，破坏只能是疲劳破坏或者断裂。
广义地说韧性破坏是指材料在多次重复荷载作用下所发生的断裂现象，主要特征为： 1.在一定次数的重复荷载作用下，材料的强度和塑性不再提高，并以材料的断裂作为承载能力极限状态； 2.重复荷载达到材料的断裂强度极限以后，卸除荷载时，材料仍然继续保持完好，甚至能继续承受某些不超过最大荷载的活荷载作用； 3.在较大数目的荷载作用下，即使材料的某一性能退化为零，但是其它性能仍能保持。
韧性材料在破坏前具有明显的预兆，在此之前往往出现表面或内部显著的塑性变形和脆性断裂，如低倍试样断口分层、劈裂、螺旋线和极细的塑性变形等。
例如疲劳破坏前，钢铁表面出现形状复杂的压坑，工具钢和热锻模中出现明显的贝氏体球化，可锻铸铁出现沿晶断裂等，都可以帮助人们判断其是否发生了韧性破坏。
一般来讲，发生韧性破坏后的断裂仍然存在很大的危险性。
因此，除断口以外，韧性材料也具有一系列其它明显的断口特征，这对于评价材料韧性也具有一定意义。
（ 2）复合效应：材料经过多次疲劳循环后其性能得到提高或产生新的性能，即由原来的单一材料发展成复合材料。
例如在交变应力作用下，材料的屈服强度会有很大的提高，延伸率也会有相当的增加，其它性能参数也随之提高。
（ 3）不稳定性：在长期交变荷载作用下材料内部产生较大的动应力，从而导致材料的应力腐蚀开裂。
韧性材料的应力腐蚀开裂表现为晶间裂纹和第二相析出两个方面，晶间裂纹可通过韧性断裂转变为显微裂纹，引起结构的变化；第二相可以粘附在晶界，甚至被拉入裂纹的尖端部分，造成宏观裂纹的扩展与连接，从而促进裂纹的扩展，严重时还会导致整个截面的断裂。
另外，疲劳损伤和蠕变也是影响材料耐久性的重要因素。
在金属材料中，常见的疲劳破坏类型有：脆性断裂、疲劳折断和疲劳剥落三种。
脆性断裂是指在静载荷作用下，材料突然发生的无明显宏观塑性变形的断裂，又称为韧性断裂。
外力破坏的五大类型
外力破坏的五大类型外力破坏是指外部因素对事物的破坏作用。
它是破坏与修复之间的战斗，常常给人们的生活和环境带来严重的困扰。
以下是外力破坏的五大类型：一、自然灾害破坏：自然灾害是指由地理环境和气候条件引发的自然现象，如地震、火山喷发、飓风、洪水和干旱等。
这些灾害不可预测，造成的破坏巨大。
它们可以摧毁建筑物、农作物和生态系统，给人们的生活带来重大威胁。
因此，我们应该采取科学预防措施，加强对自然灾害的应对能力。
二、人为破坏：人为破坏指人们的恶意行为导致的物体或环境的破坏。
它包括犯罪行为，如盗窃、纵火和破坏公共财产等，以及人类活动对自然环境的破坏，如乱砍滥伐、过度捕捞和大规模工业污染等。
人为破坏不仅损害了个体和社会的利益，也破坏了生态平衡。
因此，我们应加强法律法规的实施，提高公民的法律意识和环保意识。
三、社会冲突破坏：社会冲突破坏指社会内部的冲突和对立导致的破坏。
这些冲突可能是政治、经济、宗教或种族等因素引起的。
它们常常导致暴力冲突、救灾困难和贫困加剧等问题，给人民的生活和社会稳定带来严重影响。
因此，我们应该加强社会和谐建设，推动各类冲突的和平解决，减少冲突带来的破坏。
四、科技进步破坏：科技进步是人类社会不可忽视的一部分。
然而，科技进步也常常伴随着破坏的风险。
例如，工业化和城市化的发展带来了环境污染、资源浪费和能源消耗的问题。
信息技术的迅速发展可能导致个人隐私泄露和网络安全问题等。
因此，我们应该在追求科技进步的同时，注重技术的合理利用，保护环境和个人权益。
五、战争破坏：战争是人类社会发展中最严重的破坏性事件之一。
它导致人员伤亡、财产损失和社会恢复困难等问题。
战争破坏严重阻碍了社会的进步和人民的幸福。
因此，我们应该加强和平与合作，推动国际关系的发展，减少战争导致的破坏。
总的来说，外力破坏对我们的生活和环境带来了巨大的挑战。
我们需要加强预防和应对能力，采取有效的措施保护生态环境，维护社会稳定，促进科技进步，并推动和平与合作的发展。
二建关于梁破坏的知识
二建关于梁破坏的知识《二建梁破坏那些事儿：有趣又实用的知识大揭秘》嘿，各位小伙伴们！今天咱来聊聊二建里关于梁破坏的那些知识。
说到梁破坏，可别觉得这是啥枯燥乏味的东西，这里头可有意思着呢！先来说说正截面破坏吧，这就好像梁在经历一场力量的较量。
当混凝土的抗压能力不够啦，梁就像一个不堪重负的大力士，突然就“咔嚓”一下被压垮了。
想象一下，那梁就像一个努力硬撑的家伙，但最后还是没能扛住压力，直接就败下阵来了，这场景是不是有点滑稽又有点无奈呀！然后是斜截面破坏，这就像是梁被从侧面来了一记偷袭。
它本来好好地在那撑着呢，结果从斜方向上来了一股力量，直接把它给弄“残废”了。
就好像走在路上，突然被人从侧面撞了一下，完全没防备啊！这梁也是够倒霉的，正面的压力还能扛扛，这侧面突如其来的攻击可真让人防不胜防。
咱学习这些知识，可不仅仅是为了应付考试哦，那是真的有用。
就好比咱盖房子，要是不了解梁破坏的事儿，那房子盖起来说不定哪天就出问题啦，那不就成了豆腐渣工程嘛！想象一下，你住在一个房子里，突然梁就“罢工”了，那得多吓人呀。
在工地上，那些工程师们可就得把这些知识牢记于心啦。
他们就像是梁的守护者，要确保梁能够稳稳地撑住那些重量。
要是他们不小心弄错了一点，那后果可不堪设想。
也许到时候就会出现那种梁突然崩塌，整个建筑物都摇摇欲坠的恐怖场景，那可就真的成大灾难了。
所以啊，二建里关于梁破坏的知识看似普通，实则暗藏玄机。
它就像我们生活中的那些小细节，平时看似不起眼，但关键时刻却能起到至关重要的作用。
了解了这些知识，我们就能更好地理解建筑物的结构和原理，也能让我们的生活更加安全、稳定。
总之，二建梁破坏的知识虽然可能有点复杂，但咱要是带着点幽默感和趣味去学，就会发现其实也没那么难啦！希望小伙伴们都能轻松掌握这些知识，成为建筑领域的小行家！让我们一起加油吧！。
简述地基破坏形式及其特点
简述地基破坏形式及其特点
1.地基的破坏形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏和刺入剪切破坏。
2.特点：（1）整体剪切破坏特点：当作用在地基上的压力达到极限压力后，地基内塑性变形区连成一片并出现连续的滑动面，地基上发生整体剪切破坏。
此时只要荷载稍有增加，基础就会急剧下沉、倾斜，地面严重隆起，并往往使建筑物发生破坏。
（2）刺入剪切破坏特点：地基不出现明显的连续滑动面，基础四周的地面也不隆起，基础没有很大倾斜，其p-s曲线也无明显的转折点。
（3）局部剪切破坏特点：介于整体剪切破坏与刺入剪切破坏之间。
这是一种过渡性的破坏模式。
破坏时地基的塑性变形区域局限于基础下方，滑动面也不延伸到地面。
地面可能会轻微隆起，但基础不会明显倾斜或倒塌，p-s曲线转折点也不明显。
物体受力破坏的原因
物体受力破坏的原因
物体在受到外力作用下可能发生破坏，这主要取决于以下几个原因：
1. 负载超过承载能力：当物体所承受的负载超过其承载能力时，它可能会发生
变形或破裂。
物体的承载能力取决于其材料的强度和结构的稳定性。
如果负载过重，物体内部的材料可能会超过其极限强度，从而导致破坏。
2. 不均匀的力分布：当外力不均匀地分布在物体上时，它可能在某些点受到较
高的应力集中，造成破坏。
这种情况经常发生在物体的边缘或结构中存在缺陷的地方，因为这些点更容易受到应力集中。
3. 长期应力作用：当物体长时间承受应力时，可能会发生疲劳损伤。
疲劳破坏
是由于物体在循环应力下反复变形或应力集中导致的。
这种损伤通常不会立即显现，而是会逐渐积累，最终导致物体的破坏。
4. 突发冲击：当物体受到突发冲击时，其内部结构可能无法承受这种突然的力
量而发生破坏。
突发冲击可能是由撞击、爆炸、地震或其他突发事件引起的。
5. 温度变化引起的热应力：在温度变化中，物体的不同部分可能会以不同的速
率膨胀或收缩。
这种温度变化可能会导致内部的热应力，从而引起物体的破坏。
总而言之，物体受力破坏的原因可以归结为超负荷、力分布不均、疲劳损伤、
突发冲击和热应力等。
了解这些原因有助于我们在设计和制造物体时采取适当的预防措施，以提高其抗破坏能力和安全性。
变形破坏的名词解释
变形破坏的名词解释变形破坏是一个汇聚了两个词意义的概念，变形和破坏。
这个概念主要指的是物体或者系统在经历外力的作用后，产生的形状改变以及由此引起的功能缺陷或完全无法使用的状态。
变形破坏可以出现在各个领域，例如材料学、力学、工程学以及自然灾害等。
在材料学领域，变形破坏是一个重要的研究主题。
材料的变形是指材料在受力作用下产生的形状变化，包括弹性变形和塑性变形。
弹性变形是指材料在受力后恢复原来的形状，而塑性变形是指材料在受力后无法完全恢复到初始状态。
当材料发生塑性变形时，就会导致材料的结构出现破坏，形成变形破坏。
在力学领域，变形破坏是一个重要的研究内容。
人们通过研究物体在受力后的形状变化，可以了解物体的力学性能以及确定物体能够承受的最大载荷。
当物体受到超过其承受极限的力时，就会引起物体发生形变，甚至产生裂纹或断裂，形成变形破坏。
在工程学领域，变形破坏是一个需要考虑的重要问题。
在设计和使用各种结构和设备时，了解物体的变形破坏特性对于确保其安全性和可靠性至关重要。
工程师通过分析材料的变形特性和载荷的作用，预测和避免潜在的变形破坏，从而确保结构和设备的正常运行。
此外，变形破坏还经常与自然灾害相关。
例如，地震是一种引发物体变形破坏的重要自然灾害。
地震引起的地壳运动会产生巨大的力，导致建筑物和其他结构发生严重的形变和破坏。
了解地震对建筑物的变形破坏特性，可以帮助人们设计更加抗震的建筑结构，减轻地震造成的损失。
总之，变形破坏是物体或系统在受到外力作用后发生的形状改变和功能缺陷的现象。
它在材料学、力学、工程学和自然灾害等领域都有重要的研究意义。
人们通过深入研究和分析变形破坏现象，可以改善材料品质，设计更加安全和可靠的结构，提高抗灾能力，从而推动各个领域的发展和进步。
材料破坏的基本形式
材料破坏的基本形式以材料破坏的基本形式为标题，写一篇文章。
材料破坏是指材料在外力作用下发生形变、断裂或失效的过程。
材料破坏的基本形式可以分为拉伸破坏、压缩破坏、弯曲破坏、剪切破坏和扭转破坏等。
拉伸破坏是指材料在拉伸作用下发生断裂的现象。
当外力超过材料的承载能力时，材料开始发生形变，随着外力的增加，材料逐渐失去原有的强度，最终发生断裂。
拉伸破坏常见于金属材料，例如钢铁、铝合金等。
拉伸破坏的时候，材料会在断裂面上形成明显的颈缩现象。
压缩破坏是指材料在压缩作用下发生断裂的现象。
当外力作用于材料时，材料开始发生形变，随着外力的增加，材料逐渐失去原有的强度，最终发生断裂。
压缩破坏常见于混凝土结构、岩石等材料。
压缩破坏的时候，材料会在断裂面上形成压碎的现象。
弯曲破坏是指材料在受到弯曲力作用下发生断裂的现象。
当外力作用于材料时，材料会发生弯曲形变，随着外力的增加，材料逐渐失去原有的强度，最终发生断裂。
弯曲破坏常见于梁、悬臂梁等结构中。
弯曲破坏的时候，材料会在受力面上发生拉伸和压缩的不平衡现象，导致断裂。
剪切破坏是指材料在剪切作用下发生断裂的现象。
当外力作用于材料时，材料会发生剪切形变，随着外力的增加，材料逐渐失去原有的强度，最终发生断裂。
剪切破坏常见于切削加工、剪切机械等领域。
剪切破坏的时候，材料会在断裂面上形成剪切变形的现象。
扭转破坏是指材料在扭转作用下发生断裂的现象。
当外力作用于材料时，材料会发生扭转形变，随着外力的增加，材料逐渐失去原有的强度，最终发生断裂。
扭转破坏常见于轴、螺栓等部件。
扭转破坏的时候，材料会在受力面上发生剪切变形，导致断裂。
除了以上几种基本形式外，材料破坏还有一些特殊形式，如疲劳破坏、腐蚀破坏、高温破坏等。
疲劳破坏是指材料在交变载荷作用下发生断裂的现象，常见于机械部件、桥梁等结构。
腐蚀破坏是指材料在受到腐蚀介质侵蚀作用下发生断裂的现象，常见于金属材料、混凝土结构等。
高温破坏是指材料在高温条件下发生破坏的现象，常见于高温炉膛、发动机等。
斜截面破坏的名词解释
斜截面破坏的名词解释在力学和结构工程中，斜截面破坏是一种具有重要意义的现象。
当一个结构受到力的作用时，它的分析和设计需要考虑各种可能的破坏模式。
斜截面破坏是其中之一。
斜截面破坏指的是当一个结构的承载能力达到极限时，其断面并不是完全垂直于作用力的方向。
相反，结构会出现一种倾斜的破坏形态，其中破坏面与作用力不垂直，呈一定的倾斜角度。
为了更好地理解斜截面破坏，我们可以以混凝土梁为例进行解释。
当一个混凝土梁承受纵向弯矩时，梁内的混凝土会压缩，而位于底部的钢筋会被拉伸。
在理想情况下，当弯矩增大时，上部和下部的混凝土梁截面会均匀地受到破坏，整个断面被视为刚性。
然而，当外力增大到一定程度时，混凝土梁会达到其承载极限，发生破坏。
但与我们想象的不同，破坏面往往不会完全垂直于作用力的方向，而是以一定角度倾斜。
这种倾斜破坏的原因在于混凝土的特性。
混凝土材料在受到拉力作用时的抗拉强度较低，而受到压力作用时的抗压强度较高。
因此，在梁受到弯曲时，混凝土底部的纤维会出现拉应力，导致底部区域首先破坏。
当底部开始破坏后，紧邻底部的混凝土会受到影响，引起梁的承载能力下降。
为了维持力的平衡，梁的破坏面会逐渐向上移动，并沿着一个倾斜的路径形成。
这个倾斜路径决定了斜截面破坏的角度。
斜截面破坏的现象在结构设计中具有重要的意义。
通过理解破坏模式和倾斜路径的形成机理，工程师可以合理地预测和计算结构的承载能力。
这对于确保结构的安全性和可靠性至关重要。
除了混凝土梁，斜截面破坏在不同类型的结构中都会发生。
例如，钢筋混凝土梁、钢柱、桥梁等。
在这些情况下，不同的材料和结构特点会导致不同的斜截面破坏形式。
需要指出的是，斜截面破坏并非一定发生。
它通常发生在结构受到高强度作用力或设计上存在缺陷的情况下。
因此，在结构设计和施工中，必须合理地考虑斜截面破坏的可能性，并采取相应的预防措施。
最后，斜截面破坏作为力学和结构工程中常见的现象，为我们理解结构行为和设计安全可靠的结构提供了重要的线索。
材料力学破坏准则
材料力学破坏准则
一、最大拉应力准则
最大拉应力准则认为，当物体受到的拉应力达到或超过某一极限值时，就会发生断裂破坏。
这个准则适用于脆性材料，如玻璃、陶瓷等。
根据这个准则，物体在复杂应力状态下的破坏条件可以表示为：σ1≥σb
其中，σ1为最大拉应力，σb为材料的强度极限。
二、最大伸长应变准则
最大伸长应变准则认为，当物体受到的伸长应变达到或超过某一极限值时，就会发生断裂破坏。
这个准则适用于塑料性材料，如低碳钢、塑料等。
根据这个准则，物体在复杂应力状态下的破坏条件可以表示为：
ε1≥εb
其中，ε1为最大伸长应变，εb为材料的断裂伸长率。
三、最大剪切应力准则
最大剪切应力准则认为，当物体受到的剪切应力达到或超过某一极限值时，就会发生剪切破坏。
这个准则适用于脆性材料和塑性材料。
根据这个准则，物体在复杂应力状态下的破坏条件可以表示为：τmax≥τb
其中，τmax为最大剪切应力，τb为材料的剪切强度极限。
四、最大主应力准则
最大主应力准则认为，当物体受到的主应力达到或超过某一极限
值时，就会发生破坏。
这个准则适用于各种类型的材料。
根据这个准则，物体在复杂应力状态下的破坏条件可以表示为：
σ1≥σ0+σb
其中，σ0为初始屈服应力，σb为材料的强度极限。
五、最大切线应力准则
最大切线应力准则认为，当物体受到的切线应力达到或超过某一极限值时，就会发生屈服破坏。
这个准则适用于塑性材料。
根据这个准则，物体在复杂应力状态下的屈服条件可以表示为：
tmax≥ts
其中，tmax为最大切线应力，ts为材料的屈服应力。
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塑性材料：断裂前产生较大塑性变形的材料,如低碳钢 out 脆性材料：断裂前塑性变形很小的材料，如铸铁、石料
3
L1 − L 延伸率 (Percent δ = × 100% elongation) L
长试件
A − A1 截面收缩率(Percent ψ = × 100% reduction in area) A
24
out
国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分 别为夏比 夏比(charpy) U型缺口试样和夏比 型缺口 型缺口试样和夏比V型缺口 别为夏比 型缺口试样和夏比 试样，两种试样的形状及尺寸如图所示。 试样，两种试样的形状及尺寸如图所示。所测 得的冲击吸收功分别记为A 得的冲击吸收功分别记为 KU和始点：
18
§3 脆性破坏机制
当位错不易滑动时，材料即以脆性破坏方式直接 打断其原子键连方式而实现。 致使材料倾向于脆性破坏的情况： 结晶构造不利于位错滑动 多轴向应力 • HCP材料具有极强的脆断倾向 HCP材料具有极强的脆断倾向 高应变速率 • FCC金属中位错易于滑动或横跨滑动, FCC金属中位错易于滑动或横跨滑动 金属中位错易于滑动或横跨滑动, 低温 很少有脆断(在腐蚀力作用下较可能) 很少有脆断(在腐蚀力作用下较可能) 低温管路或液态气体容器大都以A →低温管路或液态气体容器大都以A 组织Cr Ni钢或 Cu制作 Cr制作. 组织Cr-Ni钢或 Cu制作. •BCC虽然滑移系多,但所有滑移面不如 BCC虽然滑移系多 BCC虽然滑移系多, FCC排列紧密 排列紧密, FCC排列紧密,需要较大应力才能 使位错滑动,且极少或几乎不发生 使位错滑动, 19 横跨滑动,亦倾向脆性破坏. 横跨滑动,亦倾向脆性破坏.
塑性材料 脆性材料
δ
>5%
δ <5%
4
是衡量脆性材料强度的唯一指标。 σb是衡量脆性材料强度的唯一指标。
其他恒力破坏方式
压缩
out
5
弯曲
扭转
磨损
第四讲 恒力破坏
第一节 弹性变形与理论强度 第二节 延性破坏机制 第三节 脆性破坏机制 第四节 恒力破坏断口的微观特征 第五节 恒力破坏断口的宏观特征 第六节 小结
A. 经由刃位错移动形成材料的塑性变形
经位错移动， 经位错移动，仅需将原 子键一个个依次打断， 子键一个个依次打断，同 一次将所有原子打断所需 应力大为减小。 应力大为减小。
out
12
B. 经由螺位错移动形成材料的塑性变形
out
混合位错在本质上为刃位错与螺旋位错的组合， 混合位错在本质上为刃位错与螺旋位错的组合，因此其对材料 13 变形的作用为刃位错与螺旋位错的直接加成。
out
6
§1 弹性变形与理论强度
原子键合力与原子间距离的关系
弹簧模型
（原子稳定位置，最低位能状态） 原子稳定位置，最低位能状态）
原子键结强度： 原子键结强度：
out
材料的弹性系数（杨氏模量） 材料的弹性系数（杨氏模量） 代表材料抵抗弹性变形的能力 弹性阶段
7
常见工程材料的杨氏模量
out
弹性系数（杨氏模量）代表材料抵抗弹性变形的能力， E小则弹性高。 弹性系数（杨氏模量）代表材料抵抗弹性变形的能力， 小则弹性高。
化学成分对T 化学成分对 K的影响
out
间隙溶质元素含量增加， 间隙溶质元素含量增加，高阶 含量增加 能下降，韧脆转变温度提高。 能下降，韧脆转变温度提高。 (偏聚于位借线附近形成柯氏气 致使σ 升高，脆性增大) 团，致使σs升高，脆性增大) 置换型溶质元素(Ni Mn例外 (Ni、 例外) 置换型溶质元素(Ni、Mn例外) 一般也降低高阶能， 一般也降低高阶能，提高韧脆转 变温度， 变温度，但这种影响较间隙溶质 原子小得多。 原子小得多。 杂质元素S Pb、Sn、As等 杂质元素S、P、Pb、Sn、As等 使钢的韧性下降。 使钢的韧性下降。这是由于它们 偏聚于晶界，降低晶界表面能， 偏聚于晶界，降低晶界表面能， 23 产生沿晶脆性断裂， 产生沿晶脆性断裂，同时降低脆 断应力所致。 断应力所致。
14 应就所有晶粒加以平均，此修正 值为Taylor因数，其值约为1.5. 值为Taylor因数，其值约为1.5.
out
脆性材料的屈服强度是唯一的强度指标！ 脆性材料的屈服强度是唯一的强度指标！
15
out
16
out
17
D. 缩颈（不稳定的塑性变形） 缩颈（不稳定的塑性变形）
即外加载荷没有增加（甚至减少）的情况下，材料仍 进行塑性变形的现象。 对于理想的塑性变形（没有应变强化作用），缩颈在 屈服点即开始；但实际金属的应变强化现象抵消了截面积减 小所造成的局部应力提高，而使缩颈现象延后发生。
韧-脆转变温度 脆转变温度
温度提高时, 材料断裂强度变化不大, 但屈服强度因位错较易滑动而降低.
温 度 效 应
材料脆性破坏 倾向增加。
21
out
晶粒尺寸对σS –σb – TK 的影响
脆转变温度↓ 韧-脆转变温度 脆转变温度
细晶强化
其余强化措施(加工硬化、析出强化、弥散强化、M强化等 均导致材料的脆化,而细晶强化可同时改善延展性。
细化晶粒提高韧性的原因?
晶界是裂纹扩展的阻力；晶界前塞积的位错数减少， 晶界是裂纹扩展的阻力；晶界前塞积的位错数减少， 有利于降低应力集中；晶界总面积增加， 有利于降低应力集中；晶界总面积增加，使晶界上杂质浓 度减少，避免产生沿晶脆性断裂。 out 度减少，避免产生沿晶脆性断裂。
22
晶粒细化效应在晶界脆化情况下是不成 立的。当材料晶界存在有害效应, 屈服强度 不变,而断裂强度会大幅下降,材料韧-脆转 变温度升高,材料脆性破坏倾向增加.
标 准 试 样
out
测量陶瓷、铸铁或工具钢等脆性材料的冲 测量陶瓷、铸铁或工具钢等脆性材料的冲 脆性材料 击吸收功时，常采用10mm×l0mm×10mm的 击吸收功时，常采用 × × 的 无缺口冲击试样。 无缺口冲击试样。
25
(1)低于某温度材料吸收的 (1)低于某温度材料吸收的 AK基本不随温度而变化，形成 基本不随温度而变化， 一平台， 低阶能” 一平台，称“低阶能”，对应 NDT)， 温（NDT)，称无塑性或零塑性 以下断口由 转变温度。NDT以下断口 转变温度。NDT以下断口由100 结晶区(解理区)组成。 ％结晶区(解理区)组成。 (2)高于某温度材料吸收的 (2)高于某温度材料吸收的 能量也基本不变， 能量也基本不变，形成一个上 平台， 高阶能” 平台，称“高阶能”，对应温 度记为FTP 高于FTP的断裂， FTP。 FTP的断裂 度记为FTP。高于FTP的断裂， 将得到100 的纤维状断口。 100％ 将得到100％的纤维状断口。 (3)低阶能和高阶能平均值 (3)低阶能和高阶能平均值 对应的温度定义为FTE 对应的温度定义为FTE。 反映了温度对韧脆性的影响， 韧脆转变温度Tk反映了温度对韧脆性的影响，是从韧性角 度选材的重要依据之一，可用于抗脆断设计． 度选材的重要依据之一，可用于抗脆断设计．机件最低使用温 Tk，应有一定的韧性温度储备Δ 度应＞Tk，应有一定的韧性温度储备Δ（∆=T-Tk，T0为材料使 out 用温度）， 值常取20～60℃。对于受冲击负荷的重要机件Δ 用温度），∆值常取 ～ ℃ 对于受冲击负荷的重要机件Δ ）， 值常取 值取上限；不受冲击载荷作用的非重要机件Δ值取下限． 值取上限；不受冲击载荷作用的非重要机件Δ值取下限．
26
断口形貌判据
如同拉伸试验一样， 如同拉伸试验一样，冲击试样断口 也有纤维区、放射区(结晶区 结晶区)和剪切唇 也有纤维区、放射区 结晶区 和剪切唇 几部分，但在不同试验温度下， 个区 几部分，但在不同试验温度下，3个区 之间的相对面积是不同的。温度下降， 之间的相对面积是不同的。温度下降， 纤维区面积突然减少， 纤维区面积突然减少，结晶区面积突然 增大，材料由韧变脆。 增大，材料由韧变脆。
过量塑性变形
out 多数工程材料为弹塑性材料，弹性变形和 塑性变形间无明显的分界点。
10
理想晶体的断裂模式
（当原子间伸长距离x＞r-rD, F =σth，即 理论抗拉强度） 当原子间伸长距离 ＞ ，
out
一般金属的实际抗拉强度仅为理论抗拉强度的10-4。
11
§2 延性破坏机制
一般材料中都存在位错，经由位错运动致 使材料在较低应力下发生变形称塑性变形。
σp：比例极限 σe ：弹性极限 σs：屈服极限，屈服强度 屈服极限， σb：强度极限，抗拉强度 强度极限，
固定机械应力作用下，各种材料经历着不同的 out 变形阶段 变形阶段，各阶段的变形机制 变形机制也不相同。
2
结合应力（ ）：材料内部原子之间的键合力 结合应力（σc ）：材料内部原子之间的键合力 屈服应力（ 屈服应力（ σS）: 推动晶内位错造成材料塑性变形所需的应力 断裂应力（ 断裂应力（ σb）: 材料宏观断裂的应力
河海大学力学与材料学院硕士课程
金属材料失效分析
（Failure analysis of metallic materials） ）
第4讲 恒力破坏
out
材料在机械力(外加应力、内部残余应力或其 他应力)的作用下将发生形状和尺寸变化。材料所 受应力形式固定,则为恒力破坏 恒力破坏。
OA: 弹性变形 ABC: 屈服 CDE: 塑性变形 E: 断裂
out
位错受到来自四面八方应力,很难 顺利沿着其最大剪应力方向进行,即 位错滑动受阻碍,因而倾向脆性破坏. 当材料变形速率过快, 位错来不及产生滑动,因 而倾向脆性破坏. 位错的滑动是由部分晶格原子移动造成的。低温 状态晶格原子的运动受到阻碍,亦即位错运动受 到限制,因而倾向脆性破坏. 较佳滑移系、单轴向应力(光滑表面) 、 低应力状态及较高温度可使材料倾向延性破坏 一般工程上的多晶材料,即便位错滑动有利(晶内具有延性破坏 out 特征),若晶界存在偏析、析出相、晶界面熔融等, 材料一旦受到 20 外力,将会沿着晶界发生断裂,即沿晶脆断(高温居多). 高温破坏应从晶界鉴定着手! 高温破坏应从晶界鉴定着手!