断裂力学读书报告
断裂力学的研究分析
断 裂力学 的研究 分析
李宗霖 山东师范大学附属 中学 （ 幸福柳 校区）
摘要 ： 随着社会的不 断发展 ， 各 类构件的应 用范围也逐 步 扩 大， 构件 的负 荷要 求也越 来越 高， 进 而出现 了 一系 列 的问题 ， 其中最为常见
的 就 是 构 件 的断 裂 ， —旦构 件发生断裂， 会 对 大 众 的 安 全和 工 业 的发 展 造 成 不 良影 响 。本 文 就 断 裂 力 学的 研 究结 果 进 行 了阐 述 。 关键词 ： 断 裂力学 发展 研究分析
断裂 力学是 分属 固体力学 范畴 内的 新兴 学科 ， 主要 研 究材 料
断裂 动力学分属断裂力学 在 考虑受载物体 各方惯 性的基础上 ，
和 工程 结 构中裂 纹产 生和扩 展的 规律 。 断 裂力学 所说 的裂 纹既 包 用 连续介质 力学的 方法 研究相 关固体物 在高速 加载 或裂 纹高 速扩 括 工程施 工中出现 的宏观 的、 肉眼可见的裂 纹 ， 也包括 工程材 料中 展 条件下 的裂纹 扩展和 断裂规律 。 例如 ， 脆性材料 在加 工、 碰撞 和 天然 气管道 的破 裂情 况等 都可 以借助断 裂动 的 各种近似于 裂纹的缺 陷。 断裂力学 主要研究裂 纹的起 裂条件 、 裂 冲 击下的 破坏 规律 、 纹 在外部 载荷作用下的 扩展 过程 、 使物 体会发生断 裂的裂缝 级别 、 裂 纹 结构 硖坏 的条件 以及 结构可 承受 的最 大裂 纹度 等 内容， 是 结 构 损伤容 限设计的理论 基础 ， 在工程施 工领 域应 用非常广泛。
１ 线弹性 断曩 力学
力学 的理论来 分析和处理 。
ｊ ． １ 断裂动力学研究的内容
３ ． １ ． １ 断裂 准则
断裂力学总结
利用y向的应力平衡得到：
an ry
2 ( z) 表示在理
实际裂纹中心距 离为b处作用大 小为 yz 的集中 力，所产生应力 场的应力函数。
达格戴尔的塑性区尺寸，窄条屈服模型
小范围屈服下裂纹尖端的塑性区
Mises准则的塑性区形状
a) 对于平面应力问题 b) 对于平面应变问题
KⅠ 2 2 2 cos 1 3 sin s 2r 2 2
3、应力强度因子
a K a f W
4、临界应力强度因子完全相当于临界贮存的弹性应变能
平面应力状态：
K Gc E
2 c
平面应变状态：
K c2 Gc (1 2 ) E
第二章 弹性应力场
裂纹及其分类
张开型裂纹 滑开型裂纹
撕开型裂纹
1、应力场方程的推导
书上假设的应力函数，较为具体，在解决特定类型问题比较快速，但普 遍性上较差，下面推导过程我是从同济版的《断裂力学》书上看到 利用分离变量法，设应力函数U为：
GⅠ R a a
GⅠ R a a
R
GⅠ
A1
1
A1 B1
2a
E
裂纹稳定 裂纹扩展
A0
0
G ⅠC
B0
R
G
a0
a1
a
平面应变条件下（金属） R曲线的作用 1、在给定原始裂纹尺寸的情况下，判断裂 纹失稳扩展的临界尺寸。 2、判断给定裂纹的情况下的临界应力。
a0
2﹪a0
a
aC
断裂力学
第一章 综述
第二章 弹性应力场方法
第三章 裂纹尖端可塑性 第四章 能量平衡方法 下面我分章节的汇报一下，在学习中的一些想法
弹塑性断裂力学结课报告.
弹塑性断裂力学在本文总共分四部分，第一部分断裂力学习题，第二部分为断裂力学在岩石方面的研究及应用，第三部分为断裂力学的学习总结，第四部分为个人总结及建议。
一、断裂力学习题1、某一合金构件，在275℃回火时，01780MPa σ=，52k K MPa m =，600℃回火时，01500MPa σ=，100Ic K MPa m =，应力强度因子的表达式为1.1I K a σπ=，裂纹长度a=2mm ，工作应力为00.5σσ=。
试按断裂力学的观点评价两种情况下构件的安全性。
（《断裂力学》 徐振兴 湖南大学出版社 P7）解：由断裂失稳判据K<错误！未找到引用源。
c ，临界条件K=错误！未找到引用源。
c 且a=2mm ，工作应力0=0.5σσ错误！未找到引用源。
， 1.1I K a σπ=得在275℃回火时，152Ic K MPa m =，得111.117800.50.00277.6I Ic K MPa m K π=⨯⨯⨯⨯=> 在600℃回火时，2100Ic K MPa m =，得221.115000.50.00265.4I Ic K MPa m K π=⨯⨯⨯⨯=<由断裂准则可知，在275℃时K ＞错误！未找到引用源。
c ，即裂纹会发生失稳破坏；在600℃回火时K<错误！未找到引用源。
K c ，即裂纹不会发生失稳破坏。
2、有一长50cm 、宽25cm 的钢板，中央有长度2a =6cm 的穿透裂纹。
已知材料的K Ic =95MPa m ，其屈服强度为ys δ=950MPa 。
试求裂纹起裂扩展时的应力。
（《工程断裂力学》 郦正能 北京航空航天大学出版社 P51）解：（1）不考虑塑性区修正，但考虑有限宽度修正()121 sec 0.03 0.03sec 0.25 0.307 1.036a K W πασπαπσπσ⎛⎫= ⎪⎝⎭⨯⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭=⨯⨯()c c 95 299I b K MPa σ===令 K 得（2）考虑塑性区修正及有限宽度修正()12F=seca W πα⎛⎫⎪⎝⎭，当α=3cm 时，F =1.036此值很小，当α略有增加时（例如考虑塑性的影响）F 变化极小，故可认为F 为常数，可应用式（2.102）解K I ，得K I =296MPa从上面的计算结果，考虑塑性区修正以后，断裂应力并没有很大变化，只降低约1%。
断裂力学读书感想
断裂力学是一门相对较新的学科，就其研究方法、现状及存在的问题发表自己的读书感想。
（字数1000左右）任何一门科学都是应一定的需要而产生的，断裂力学也是如此。
一提到断裂，人们自然而然地就会联想到各种工程断裂事故。
在断裂力学产生之前，人们根据材料力学强度条件来设计构件，其基本思想就是保证构件的工作应力不超过材料的许用应力，即σ≤[σ]～安全设计安全设计对确保构件安全工作也确实起到了重大的作用，至今也仍然是必不可少的。
这种传统的强度计算方法表达式简洁明了，使用方便，已经有一百多年的历史，它在过去的工程设计中发挥了重要的作用。
但是人们在长期的生产实践中，逐步认识到，在某些情况下，根据强度条件设计出的构件并不安全，断裂事故仍然不断发生，特别是高强度材料构件，焊接结构，处在低温或腐蚀环境中的结构等，断裂事故就更加频繁。
工程中一系列“低应力脆断”事故的发生，动摇了这种传统设计思想的安全感。
1950年美国北极星导弹发动机壳体试验时的爆炸破坏就是一例。
1938-1943年期间，像这样破坏的焊接桥梁有40座之多。
人们经过长期的观察研究发现，这些破坏事故具有共同的特点：一是破坏时工作应力水平大大低于材料的屈服应力；二是破坏均起源于构建内部的微小裂纹。
科学的进步总是为了解决关乎人类自身利益和幸福生活的问题。
在此基础之上，断裂力学应运而生。
目的是研究带裂纹体的强度以及裂纹扩展规律。
断裂力学这一固体力学的新分支就是二十世纪六十年代发展起来的一门边缘学科。
它不仅是材料力学的发展与充实,而且它还涉及金属物理学、冶金学、材料科学、计算数学等等学科内容。
断裂力学的创立对航天航空、军工等现代科学技术部门都产生了重大影响。
随着科学技术的发展,断裂力学这门新的学科在生产实践中得到越来越广泛的应用。
以此同时,断裂力学这门年轻的学科也得到不断地发展和充实。
经过八周的学习，我只是对断裂力学有了感性的认识和了解，如若想深究，往后还得下很大的功夫。
《断裂》读书报告
从《断裂》看当今社会摘要：介绍了《断裂：20世纪90年代以来的中国社会》一书作者的学术情况及书的基本内容，其中重点介绍了《耐用消费品时代的挑战》和《资源重新积聚与底层社会》两个章节。
并从《断裂》中所分析的90年代到2000年以来的社会中的种种问题思考当今社会的一些现象，如攒钱买房现象、市场疲软等现象。
事实证明，书中所谈到的一些问题以及措施在当今社会依然适用。
关键词：社会学、社会变迁、断裂一、关于作者1、学术生平孙立平一直在倡导实践的社会学。
强调要面对实践形态的社会现象，要将社会事实看作是动态的、流动的，而不是静态的，如同在印象派画家的眼中，空气和阳光是流动的一样。
他提倡“过程——事件分析”的研究策略，目的是为了接近实践形态的社会现象，或者说是找到一种接近实践状态社会现象的途径。
孙立平有一个著名的观点：做社会学研究要“要命而有趣”。
“要研究中国社会学的真问题，你不能把重要的看成不重要。
同时，研究中国的问题要能够和国际学术界讨论、对话。
”这是孙立平的治学之道。
2、学术分期孙立平在在80年代，主要研究方向为社会现代化。
曾出版《社会现代化》、《走向现代之路》、《发展的反省与探索》等著作，并发表论文多篇。
其间，提出现代化的时序模式、后发外生型现代化等理论。
特别是后发外生型现代化理论在学术界产生了广泛的影响。
在进入90年代之后，研究的兴趣转向中国社会结构变迁。
相继发表《改革以来中国社会结构的变迁》（合作）、《改革前后中国国家、民间统治精英和民众互动关系的演变》等论文，并提出了“总体性社会”、“总体性资本”、“自由流动资源”与“自由活动空间”等重要概念和理论。
发表在《战略与管理》1998年第五期上的《中国社会结构转型的中近期趋势和隐患》（合作）受到海内外学术界的关注。
目前的研究方向主要是转型社会学。
其主持的大型研究计划“二十世纪下半期中国农村社会变迁口述资料收集与研究”，关注的是作为一种文明的共产主义在日常生活实践中的运行逻辑。
工程断裂力学小结
工程断裂力学小结工程断裂力学课程报告工程断裂力学是一门广泛应用于宇航、航空、海洋、兵器、机械、化工和地质等领域方面的学科。
主要致力于研究以下五个方面的问题:1、多少的裂纹和缺陷是允许存在的,2、用什么判据来判断断裂发生的时机,3、机械结构的寿命如何估算,如何进行裂纹扩展率的测试及研究影响裂纹扩展率的因素。
4、如何在既安全又能避免不必要的停产损失的情况下安排探伤检测周期。
5、如检查时发现了裂纹又如何处理,这些问题的解决将可以从设计、制造、安装和使用等的角度建立评定带缺陷或裂纹运行的机械结构安全性的标准，从而有效防止断裂事故的发生，在为保障人民生命财产安全方面和经济建设方面发挥极大的作用。
工程断裂力学的发展迄今为止大致经历过以下阶段，首先1920年--1949年间主要以能量方法求解，其中最有影响的是英国科学家Griffith提出的能量断裂理论以及据此建立的断裂判据。
而后从1957年开始是线弹性断裂理论阶段，提出了应力强度因子概念及相应的判断依据。
到1961年--1968年间是弹塑性理论阶段，其中以1961年的裂纹尖端位移断裂判据和1968年Rice提出的J积分最为著名。
而1978年又出现了损伤力学。
下面我们对本学期学科的基本概念和几种断裂判断依据加以总结。
在能量断裂理论当中以研究Griffith裂纹问题和矩形平板的单边裂纹问题为代表。
以G表示形成单位长度裂纹时平板每单位面积所释放出的能量，以表示每,s 形成单位裂纹面积所需的能量。
Griffith断裂判据即为G=2，表明当G.>2裂纹,,ss会扩大;G=2处于临界状态;G<2裂纹不扩大。
其中G代表驱动力而2代表阻,,,sss力。
这个判据中含有两个需要解决的问题。
(1) G如何计算 (2 )2如何测定。
而根,s1,U据能量守恒定律与能量释放率的定义，可以测得单边裂纹时，对称中心G,Ba,1,U裂纹为 ,其中U代表的弹性体储存的总应变能。
这一断裂判据仅适用于G,2Ba,脆性材料，因此发生断裂的应力水平远小于屈服应力。
断裂力学作业讲诉
断裂力学及其工程应用期末课程总结学院：材料科学与工程学院班级：成型091405班（铸造）姓名：鲁茂波学号：200914030181通过本学期对断裂力学及其工程应用的系统性学习，对断裂力学在生活中的应用有了深刻的认识，并且用断裂力学理论性的知识解释生活史上发生一系列大的事故的发生原因。
例如1943—1947年美国5000余艘焊接船连续发生了一千多起断裂事故，其中238艘全毁。
1949年东俄亥俄煤气公司的圆柱形型天然气罐发生爆炸，是周围街市变成废墟。
还有等等很多重大性事故都可以用断裂力学的知识解释其发生的原因，并且可以得到怎样癖免它发生的措施。
通过本学期对断裂力学及其工程应用的系统性学习，及老师的精彩讲解。
自己学到了很多东西。
通过总结学到了以下几方面的知识：1、断裂力学的许多理论性知识；2、断裂力学在相关工程上的应用；3、学到了一些相关问题建模的能力、思考问题的能了、解决问题的能力。
第一章：线弹性断裂力学1.1裂纹的分类：1、按裂纹的几何特征可以分为穿透裂纹、表面裂纹和深理裂 纹。
2、 在实际构件中的裂纹，由于外加作用力的不同，可以分为 三种基本状态，即张开型裂纹、滑开型裂纹和撕开型裂纹。
张开型裂纹、滑开型裂纹和撕开型裂纹的受力图1.2构件断裂的两种观点：1、应力强度因子理论（Irwin 应力强度因子理论） 2、能量释放率理论（Griffith 脆断理论） 1.3裂纹失稳扩展：1.4能量释放率断裂理论：1、Griffith 理论 临界应力：aE c πγσ2=x x x yyyz z z III III 裂纹曲裂纹曲率非常小，近似为原子间距2、Orowan 理论3、裂纹表面能：形成新的裂纹表面所需要的能量。
1.5能量释放率及其断裂判据：从能量守恒和功能转换关系来研究裂纹扩展过程，由此可以更清楚地揭示断裂韧性的物理意义。
1、断裂韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料的韧性好坏的一个定量指标。
损伤与断裂力学读书报告
中国矿业大学2012 级硕士研究生课程考试试卷考试科目损伤与断裂力学考试时间2012. 12学生姓名张亚楠学号ZS12030092所在院系力建学院任课教师高峰中国矿业大学研究生院培养管理处印制《损伤与断裂力学》读书报告一．断裂力学1．基本概念及研究内容断裂力学是为解决机械结构断裂问题而发展起来的力学分支，它将力学、物理学、材料学以及数学、工程科学紧密结合，是一门涉及多学科专业的力学专业课程。
随时间和裂纹长度的增长，构件强度从设计的最高强度逐渐地减少。
假设在储备强度A点时，只有服役期间偶而出现一次的最大载荷才能使构件发生断裂；在储备强度B点时，只要正常载荷就会发生断裂。
因此，从A点到B点这段期间就是危险期，在危险期中随时可能发生断裂。
如果安排探伤检查的话，检查周期就不能超过危险期。
如下图所示：问题是储备强度究竟是个什么样的参量？它与表征裂端区应力变场强度的参量有何关系？如何计算它？如何测量它？它随时间变化的规律如何？受到什么因素的影响？这一系列问题如能找到答案的话，则提出的以上五个工程问题就有可能得到解决。
断裂力学这门学科就是来解决这些问题的。
1.1影响断裂力学的两大因素a．荷载大小b.裂纹长度考虑含有一条宏观裂纹的构件，随着服役时间后使用次数的增加，裂纹总是愈来愈长。
在工作载荷较高时，比较短的裂纹就有可能发生断裂；在工作载荷较低时，比较长的裂纹才会带来危险。
这表明表征裂端区应力变场强度的参量与载荷大小和裂纹长短有关，甚至可能与构件的几何形状有关。
1.2脆性断裂与韧性断裂韧度（toughness ）：是指材料在断裂前的弹塑性变形中吸收能量的能力。
它是个能量的概念。
脆性（brittle ）和韧性（ductile ）：一般是相对于韧度低或韧度高而言的，而韧度的高低通常用冲击实验测量。
高韧度材料比较不容易断裂，在断裂前往往有大量的塑性变形。
如低强度钢，在断裂前必定伸长并颈缩，是塑性大、韧度高的金属。
金、银比低强度钢更容易产生塑性变形，但是因为强度太低，因此吸收能量的能力还是不高的。
弹塑性断裂力学结课报告汇总
弹塑性断裂力学在本文总共分四部分，第一部分断裂力学习题，第二部分为断裂力学在岩石方面的研究及应用，第三部分为断裂力学的学习总结，第四部分为个人总结及建议。
一、断裂力学习题1、某一合金构件，在275℃回火时，01780MPa σ=，52k K =600℃回火时，01500MPa σ=，100Ic K =，应力强度因子的表达式为1.1I K =裂纹长度a=2mm ，工作应力为00.5σσ=。
试按断裂力学的观点评价两种情况下构件的安全性。
（《断裂力学》 徐振兴 湖南大学出版社 P7）解：由断裂失稳判据K<错误!未找到引用源。
c ，临界条件K=错误!未找到引用源。
c 且a=2mm ，工作应力0=0.5σσ错误!未找到引用源。
，1.1I K =在275℃回火时，152Ic K =，得111.117800.577.6I Ic K K =⨯⨯=>在600℃回火时，2100Ic K =221.115000.565.4I Ic K K =⨯⨯=<由断裂准则可知，在275℃时K ＞错误!未找到引用源。
c ，即裂纹会发生失稳破坏；在600℃回火时K<错误!未找到引用源。
K c ，即裂纹不会发生失稳破坏。
2、有一长50cm 、宽25cm 的钢板，中央有长度2a =6cm 的穿透裂纹。
已知材料的K Ic ys δ=950MPa 。
试求裂纹起裂扩展时的应力。
（《工程断裂力学》 郦正能 北京航空航天大学出版社 P51）解：（1）不考虑塑性区修正，但考虑有限宽度修正()121 sec 0.03 sec 0.25 0.307 1.036a K W παπσσ⎫=⎪⎭⨯⎫=⎪⎭=⨯⨯()c c 95 299I b K MPa σ===令 K 得（2）考虑塑性区修正及有限宽度修正()12F=seca W πα⎛⎫⎪⎝⎭，当α=3cm 时，F =1.036此值很小，当α略有增加时（例如考虑塑性的影响）F 变化极小，故可认为F 为常数，可应用式（2.102）解K I ，得K I =296MPa从上面的计算结果，考虑塑性区修正以后，断裂应力并没有很大变化，只降低约1%。
断裂力学报告
断裂力学报告工力06-2 王 亮 10054550一、基本理论：1、传统强度理论及其局限对于材料的传统强度理论：n sσσ≤ ，（1>n ）认为只要应力小于这个值，材料处于安全状态。
但是许多事实表明，材料受应力远小于设计应力，材料仍然被破坏。
使许多力学工作者迷惑不解，于是投入对其研究，最终发现所有材料并不是理想的，材料中含有大大小小、种类各异的裂纹，于是产生了对裂纹地研究。
2、Griffith 断裂理论金属的实际断裂强度要比理论计算的断裂强度低得多，粗略言之，至少低一个数量级，陶瓷、玻璃的实际断裂强度则更低。
实际断裂强度低的原因是因为材料内部存在有裂纹。
玻璃结晶后，由于热应力产生固有的裂纹；陶瓷粉末在压制烧结时也不可避免地残存裂纹。
金属结晶是紧密的，并不是先天性地就含有裂纹。
金属中含有裂纹来自两方面：一是在制造工艺过程中产生，如锻压和焊接等；一是在受力时由于塑性变形不均匀，当变形受到阻碍(如晶界、第二相等)产生了很大的应力集中，当应力集中达到理论断裂强度，而材料又不能通过塑性变形使应力松弛，这样便开始萌生裂纹。
材料内部含有裂纹对材料强度有多大影响呢?早在20年代格里菲斯(Griffith)首先研究了含裂纹的玻璃强度，并得出断裂能量的关系：s G γ2=这就是著名的格里菲斯(Griffith)断裂判据，其中G 为裂纹尖端能量释放率，s γ是表面自由能（材料每形成单位裂纹面积所需能量）。
由此关系可得Griffith 裂纹应力和裂纹尺寸关系： a Es πγσ2= （a 为裂纹长度）既然存在裂纹，就可应用Griffith 理论判断裂纹是否扩展。
若s G γ2>，裂纹将扩展；s G γ2<，裂纹不会扩展；s G γ2=，为极限状态。
若裂纹扩展，且0>da dG ，可以确定为失稳扩展。
若裂纹扩展，且0<da dG，则裂纹止裂。
3、应力强度因子K裂纹顶端区域弹性应力场强度因子的简称。
断裂力学读书报告
断裂力学读书报告1、读论文有感我所读的论文是《灰色模型在不确定性疲劳寿命预测中的研究》。
之所以选择这样一篇论文来读，主要有两个方面在吸引着我，一个是灰色模型，另一个则是不确定性疲劳寿命。
对于不确定性系统的研究主要有三张方法，即概率统计、模糊数学和灰色模型。
首先，需要来讲一下文章中主要提到的灰色模型。
灰色模型是由华中科技大学控制科学与工程系教授，博士生导师邓聚龙于1982年提出的。
控制论中，信息多少常以颜色深浅来表示。
信息充足、确定（已知）的为白色，信息缺乏、不确定（未知）的为黑色，部分确定与部分不确定的为灰色。
那些既有已知参数又有未知参数的系统，如：人体就是既有白色参数（已知的外型参数）又有黑色参数（未知的人体穴位功能）的灰色系统。
白色系统是全开放性的、黑色系统是全封闭性的。
灰色系统则介于两者之间，是半开放半封闭性的。
如果一个系统具有层次、结构关系的模糊性，动态变化的随机性，指标数据的不完备或不确定性，则称这些特性为灰色性。
具有灰色性的系统称为灰色系统。
从灰色系统中抽象出来的模型。
灰色系统是既含有已知信息，又含有未知信息或非确知信息的系统，这样的系统普遍存在。
研究灰色系统的重要内容之一是如何从一个不甚明确的、整体信息不足的系统中抽象并建立起一个模型，该模型能使灰色系统的因素由不明确到明确，由知之甚少发展到知之较多提供研究基础。
灰色系统理论是控制论的观点和方法延伸到社会、经济领域的产物，也是自动控制科学与运筹学数学方法相结合的结果。
其次就是不确定性。
不确定性指的是测量物理量的不确定性，由于在一定条件下，一些力学量只能处在它的本征态上，所表现出来的值是分立的，因此在不同的时间测量，就有可能得到不同的值，就会出现不确定值，也就是说，当你测量它时，可能得到这个值，可能得到那个值，得到的值是不确定的。
只有在这个力学量的本征态上测量它，才能得到确切的值。
而疲劳寿命问题就是一个发展变化的受众多因素影响的复杂过程。
疲劳和断裂读书报告
材料的疲劳和断裂读书报告在这个报告里，首先阐述材料的疲劳和断裂机理、规律，其次阐述钛合金的疲劳和断裂，以及解决方法。
在之前的本科课程里《工程材料力学性能》、《》、《失效分析》，对金属的疲劳、断裂、蠕变都进行了较为详细的阐述。
同时，也进行了TC4合金的疲劳性能实验，因此对疲劳相关的知识有了一定的了解。
在大多数情况下，零件承受的并不是静载荷，而是交变载荷。
在交变载荷作用下，材料往往在低于屈服强度的载荷下，发生疲劳断裂。
例如，汽车的车轴断裂，桥梁，飞机等。
因此对于疲劳断裂的研究是很有意义的。
一般来说，疲劳的定义是：金属材料或构件在变动应力和应变长期作用下，由于累积损伤而引起的断裂现象称为疲劳。
断裂的定义是：由弥散分布的微裂纹串接为宏观裂纹，再由宏观裂纹扩展为失稳裂纹，最终材料发生断裂。
在此，需要明确疲劳和断裂的关系。
疲劳和断裂在机理研究和工程分析时是紧密相连的，只是疲劳更侧重于研究裂纹的萌生，断裂力学则侧重于裂纹的扩展，即带裂纹体的强度问题。
对于疲劳，阐述的思路是疲劳分类及特点，疲劳机理与断口，疲劳性能表征，影响疲劳的因素。
对于断裂，从宏观和微观的角度分别阐述。
1疲劳1.1疲劳分类及特点疲劳分类方法如下：（1）按应力状态不同，可以分为弯曲疲劳、扭转疲劳、拉压疲劳及复合疲劳；（2）按环境和接触情况不同，分为大气疲劳、腐蚀疲劳、高温疲劳、热疲劳、接触疲劳；（3）按照断裂寿命和应力高低不同，分为高周疲劳和低周疲劳，其中高周疲劳也是低应力疲劳，低周疲劳即高应力疲劳。
疲劳特点如下：（1）材料在交变载荷峰值远低于材料强度极限时，就可能发生破坏，表现为低应力脆性断裂特征。
这是因为，疲劳时应力较低（低于屈服强度），因此在宏观上看，材料没有塑性变形。
在裂纹扩展到临界尺寸时，发生突然断裂。
（2）材料疲劳是一个累积过程，尽管疲劳断裂表现为突然断裂，但是在断裂前经历了裂纹萌生，微裂纹连接长大，裂纹失稳扩展的过程。
而形成裂纹后，可以通过无损检测的方法来判断裂纹是否达到临界尺寸，从而来判断零件的寿命。
工程断裂力学小结
工程断裂力学小结工程断裂力学课程报告工程断裂力学是一门广泛应用于宇航、航空、海洋、兵器、机械、化工和地质等领域方面的学科。
主要致力于研究以下五个方面的问题:1 、多少的裂纹和缺陷是允许存在的,2 、用什么判据来判断断裂发生的时机,3 、机械结构的寿命如何估算,如何进行裂纹扩展率的测试及研究影响裂纹扩展率的因素。
4、如何在既安全又能避免不必要的停产损失的情况下安排探伤检测周期。
5、如检查时发现了裂纹又如何处理, 这些问题的解决将可以从设计、制造、安装和使用等的角度建立评定带缺陷或裂纹运行的机械结构安全性的标准，从而有效防止断裂事故的发生，在为保障人民生命财产安全方面和经济建设方面发挥极大的作用。
工程断裂力学的发展迄今为止大致经历过以下阶段，首先1 920年--1 949 年间主要以能量方法求解，其中最有影响的是英国科学家Griffith 提出的能量断裂理论以及据此建立的断裂判据。
而后从1957 年开始是线弹性断裂理论阶段，提出了应力强度因子概念及相应的判断依据。
到1961 年--1968 年间是弹塑性理论阶段，其中以1961年的裂纹尖端位移断裂判据和1968年Rice提出的J积分最为著名。
而1978 年又出现了损伤力学。
下面我们对本学期学科的基本概念和几种断裂判断依据加以总结。
在能量断裂理论当中以研究Griffith 裂纹问题和矩形平板的单边裂纹问题为代表。
以G表示形成单位长度裂纹时平板每单位面积所释放出的能量，以表示每,s形成单位裂纹面积所需的能量。
Griffith 断裂判据即为G=2表明当G>2裂纹,,ss会扩大;G=2处于临界状态;G<2裂纹不扩大。
其中G代表驱动力而2代表阻,,,sss力。
这个判据中含有两个需要解决的问题。
(1) G如何计算(2 )2如何测定。
而根,s1,U据能量守恒定律与能量释放率的定义，可以测得单边裂纹时，对称中心G,Ba,1,U裂纹为，其中U代表的弹性体储存的总应变能。
断裂力学总结
断裂力学总结(共8页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--断裂力学学习报告姓名：zx 学号：xxxxxxxx一、绪论（1）传统强度理论是在假定材料无缺陷、无裂纹的情况下建立起来的，认为只要满足r []σσ≤，材料将处于安全状态。
其中：[]σ——用安全系数除失效应力得到的许用应力;r σ——为相当应力，它是三个主力学按照一定顺序组合而成的，按照从第一强度理论到第四强度强度理论的顺序，相应的应力分别为1121233134()r r r r σσσσμσσσσσσ==-+=-=但是许多事实表明，材料受应力远小于设计应力，材料仍然被破坏。
使许多力学工作者迷惑不解，于是投入对其研究，最终发现所有材料并不是理想的，材料中含有大大小小、种类各异的裂纹，于是产生了对裂纹地研究。
断裂力学从客观存在裂纹出发，把构件看成连续和和间断的统一体，从而形成了这门新兴的强度学科。
（2）断裂力学的任务是： 1.研究裂纹体的应力场、应变场与位移场，，寻找控制材料开裂的物理参量; 2.研究材料抵抗裂纹扩展的能力——韧性指标的变化规律，确定其数值与及测定方法; 3.建立裂纹扩展的临界条件——断裂准则; 4. 含裂纹的各种几何构件在不同荷载作用下，控制材料开裂的物理参量的计算。
（3）断裂力学的研究方法是：假设裂纹已经存在，从弹性力学或弹塑性力学的基本方程出发，把裂纹当作边界条件，考察裂纹顶端的应力场、应变场和位移场，设法建立这些场与控制断裂的物理参量的关系和裂纹尖端附近的局部断裂条件。
（4）断裂力学的几个基本概念：根据裂纹受力情况，裂纹可以分为三种基本类型：1. 张开型(I 型)裂纹受垂直于裂纹面的拉应力作用,裂纹上下两表面相对张开,如上图a 所示;2. 滑开型(II 型),又称平面内剪切型裂纹受平行于裂纹面而垂直于裂纹前缘OO ’的剪应力作用,裂纹上下两表面沿x 轴相对滑开,如上图b 所示;3. 撕开型(III 型),又称出平面剪切型或反平面剪切型裂纹受既平行于裂纹面又平行于裂纹前缘的剪应力作用,裂纹上下两表面沿z 轴相对错开,如上图c 所示.上述三种裂纹中I 型最为危险.而我们主要也是研究I 型裂纹,因为只要确定了I 型裂纹是安全的,则其它两种裂纹也是安全的。
断裂力学的认识与体会
断裂力学的认识与体会摘要:在当前社会的发展中，金属广泛被应用于各类基础设施设备中，我们对金属材料的安全可靠性的认识是很有必要。
在这学期的课程学习中，重点对线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学进行讲解。
接下来主要来讲述我对线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学的认识和体会。
关键词:线弹性断裂力学；弹塑性断裂力学；认识；体会引言断裂力学是近几十年才发展起来的一支新兴学科，它从宏观的连续介质力学角度出发，研究含缺陷或裂纹的物体在外界条件（荷载、温度、介质腐蚀、中子辐射等）作用下宏观裂纹的扩展、失稳开裂、传播和止裂规律。
在20世纪时，当工程师们按弹性失效理论和塑性失效理论计算出的符合常规强度失效，未达到设计强度而提前破坏，后经工程师们发现是由于裂纹的出现，导致结构的提前破坏，进而对断裂损失力学的大量研究。
断裂力学应用力学成就研究含缺陷材料和结构的破坏问题，由于它与材料或结构的安全问题直接相关，因此它虽然起步晚，但实验与理论均发展迅速，并在工程上得到了广泛应用。
例如断裂力学技术已被应用于估算各种条件下的疲劳裂纹增长率、环境问题和应力腐蚀问题、动态断裂以及确定试验中高温和低温的影响，并且由于有了这些进展在设计有断裂危险性的结构时，利用断裂力学对设计结果有较大把握。
断裂力学研究的方法是:从弹性力学方程或弹塑性力学方程出发，把裂纹作为一种边界条件，考察裂纹顶端的应力场、应变场和位移场，设法建立这些场与控制断裂的物理参量的关系和裂纹尖端附近的局部断裂条件。
1线弹性断裂力学的认识1.1断裂类型对于各种复杂的断裂形式，根据裂纹受力情况与裂纹面的位移方式，可将裂纹分为三种基本类型，即：I型或张开型(拉裂型)；Ⅱ型或滑移型(面内剪切型)；Ⅲ型或撕裂型(面外剪切型)。
在这三种裂纹型式中，I型裂纹是最常见、最危险的，容易引起低应力脆断，因此研究工作也开展得最多。
1.2应力强度因子假设无限平板上具有2a的穿透性裂纹，当它受力时，根据无限平板的受力情况分解和判断出该平板的断裂类型，其裂纹端部区域（r→0）的应力分量可以应用弹性理论该裂缝的应力分量，由应力分量的表达式可以看出系数（Ⅰ型裂纹）或（Ⅱ型裂纹）与点的位置无关，仅决定荷载和裂纹尺寸，因此它是裂纹端部区域应力场的一个公共因子。
读书报告
断裂机理金属的断裂按照断裂机理分为滑移断裂、解理断裂、韧窝断裂、疲劳断裂以及环境断裂等。
由于断裂机理决定断口表面的细小形貌，所以其外观形状会给春断裂机理的线索并且常常能肯定断裂机理。
对小的表面形貌进行考查叫做“微观断口组织实验”。
对粗大的断口表面进行考查，一般用人眼或低倍放大的光学显微镜来分辨。
1.滑移（slip）塑性变形的普通机理为滑移，滑移是晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面和晶向发生的相对滑动，这是金属塑性变形的一种最主要方式，如图1所示。
产生滑移的晶面和晶向，分别称为滑移面和滑移方向。
滑移的结果是在晶体的表面上造成阶梯状不均匀的滑移带，滑移带是由许多滑移面和晶体表面相交而成的滑移线在一起而组成的，如图2所示。
滑移线与滑移带的排列并不是随意的，它们彼此之间或者相互平行，或者呈一定角度。
这本身就表明滑移是沿着一定的晶面和晶面上一定的晶向进行的，依据最小阻力原则，实际上总是沿着该晶体中原子排列最紧密的晶面和晶向发生。
图1图2滑移面和滑移方向与金属的晶体结构有关，通常每一种晶格都可能有几个滑移面，每个滑移面上又可能同时存在几个滑移方向，一个滑移面和该面上的一个滑移方向结合起来组成一个滑移系。
每一个滑移系表示金属晶体在进行滑移时可能采取的一个空间取向，在其他条件相同时，金属晶体中的滑移系越多，滑移过程中可能采取的空间取向便越多，这就表示这种金属的塑性越好。
总的来说，金属的塑性以面心立方为最好，体心立方次之，密排六方最差。
2.孪晶（twin）单晶塑性变形另一种形式是孪生。
孪生是指在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面(孪生面)和晶向(孪生晶向)相对于另一部分发生均匀的切变，如图3所示。
发生孪生变形的部分称为孪晶带或孪晶。
由于孪生变形较滑移变形一次移动的原子较多，故其临界切应力大，因此，只有不易产生滑移的金属(如Cd、Mg、Be等)才产生孪生变形。
图33.解理（cleavage fracture）金属在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏而沿特定的晶面发生的断裂称为解理断裂，其断口为解理断口。
断裂力学报告
目录一、断裂力学的基本概念 (2)Griffith断裂判据 (2)能量平衡理论 (3)应力强度因子··········错误!未定义书签。
裂纹问题的三种基本类型··········错误!未定义书签。
利用应力强度因子提出的断裂判据 (4)J积分 (5)J积分简介 (5)J积分断裂判据 (5)J积分的物理意义 (6)二、冻土断裂力学在挡墙基础稳定性分析中的应用 (6)冻土断裂力学判据 (6)挡墙基础强度和稳定性分析 (6)三、个人小结 (8)参考文献： (8)断裂力学G、K、J断裂判据及其应用通过对断裂力学的学习，我们知道断裂力学作为一门新兴的学科，由于生产实践、工程设计等方面的需要，已成为固体力学的一个重要组成部分。
目前断裂力学已广泛应用于宇航与航空工程、化学工程、机械工程、核能工程、造船等各个部门。
近年来，对岩石这类地质材料的破坏过程与机理的研究也应用了断裂力学的方法和理论，可见断裂力学的发生与发展也是以生产与工程实践的需要为动力的。
在本文总共分两部分，一部分为断裂力学的基本概念，一部分为一断裂力学的实例。
一、 断裂力学的基本概念1.1 Griffith 断裂判据我们知道研究断裂的目的主要是防止构件断裂，这个任务长期以来人们已经积累了丰富的经验，建立了许多强度理论条件:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧→→→=≤在交变应力作用下对塑形材料对脆性材料nn n r ss bb σσσσσ][ 式中：→σ根据外载计算的工作应力；→][σ许用应力；b σ、s σ、→r σ由实验得到的不同材料的极限强度、屈服极限、持久极限； b n 、s n 、→r n 对应于b σ、s σ、r σ的安全系数；但是对于有裂纹的物体上述强度理论已经不再适用，为此本世纪二十年代英国著名的科学家Griffith ，提出了能量释放(energy release)的观点，以及根据这个观点而建立的断裂判据。
断裂力学小结报告
断裂力学小结报告一 前语断裂力学是一门应用线弹性和弹塑性力学，研究带裂纹的结构或部件在外部及内部因素作用下，裂纹再萌生、扩展直至断裂的条件和规律，并研究部件材料抗裂纹扩展、抗断裂能力，做出部件安全性和寿命估算的学科。
它在航空、航天、交通运输、化工、机械、材料、能源等工程领域有着广泛应用。
断裂力学的任务是：求得各类材料的断裂韧度；确定物体在给定外力作用下是否发生断裂，即建立断裂准则；研究载荷作用过程中裂纹扩展规律；研究在腐蚀环境和应力同时作用下物体的断裂（即应力腐蚀）问题等。
二 断裂力学的研究内容及核心概念⑴ 断裂力学研究的内容：① 按工程的需要可以概括为1、裂纹的起裂条件。
2、裂纹在外部载荷和（或）其他因素作用下的扩展过程。
3、裂纹扩展到什么程度物体会发生断裂。
4、含裂纹结构在什么条件下破坏。
5、临界裂纹长度。
② 按材料的应力过程分为1、线弹性断裂力学。
2、弹塑性断裂力学。
3、断裂动力学。
⑵ 断裂力学的核心概念：① 材料的脆性、韧性。
在材料力学中通常以光滑试样的拉伸试验的结果把固体材料分为脆性和韧性，脆性材料是指材料直到拉断前，不发生塑性变形或仅有微小的塑性变形，如玻璃，陶瓷等；而韧性材料在拉断前要发生可观的塑性变形，如多数金属。
正是由于材料的脆性与韧性的区别，才导致了线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学的分类。
② 线弹性断裂力学。
对于完全脆性的材料和和裂纹尖端的塑性区尺寸小于裂纹的长度（小范围屈服）的多数金属材料，采用线弹性理论或修正后的理论能很好很快的描述，并且与实际和相符，所以发展迅速，比较成熟。
③ 能量平衡理论。
对于脆性材料，裂纹尖端的能量释放率G ∶能量释放率是指裂纹由某一端点向前扩展一个单位长度时，平板每单位厚度所释放出来的能量，若试样厚度为B ，裂纹长度用a 表示，则裂纹扩展面积为A=Ba ，则a u B A u G I ∂∂-=∂∂-=1。
表面自由能γs ：材料每形成单位裂纹面积所需的能量，其量纲与能量释放率相同。
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断裂力学读书报告
1、读论文有感
我所读的论文是《灰色模型在不确定性疲劳寿命预测中的研究》。
之所以选择这样一篇论文来读，主要有两个方面在吸引着我，一个是灰色模型，另一个则是不确定性疲劳寿命。
对于不确定性系统的研究主要有三张方法，即概率统计、模糊数学和灰色模型。
首先，需要来讲一下文章中主要提到的灰色模型。
灰色模型是由华中科技大学控制科学与工程系教授，博士生导师邓聚龙于1982年提出的。
控制论中，信息多少常以颜色深浅来表示。
信息充足、确定（已知）的为白色，信息缺乏、不确定（未知）的为黑色，部分确定与部分不确定的为灰色。
那些既有已知参数又有未知参数的系统，如：人体就是既有白色参数（已知的外型参数）又有黑色参数（未知的人体穴位功能）的灰色系统。
白色系统是全开放性的、黑色系统是全封闭性的。
灰色系统则介于两者之间，是半开放半封闭性的。
如果一个系统具有层次、结构关系的模糊性，动态变化的随机性，指标数据的不完备或不确定性，则称这些特性为灰色性。
具有灰色性的系统称为灰色系统。
从灰色系统中抽象出来的模型。
灰色系统是既含有已知信息，又含有未知信息或非确知信息的系统，这样的系统普遍存在。
研究灰色系统的重要内容之一是如何从一个不甚明确的、整体信息不足的系统中抽象并建立起一个模型，该模型能使灰色系统的因素由不明确到明确，由知之甚少发展到知之较多提供研究基础。
灰色系统理论是控制论的观点和方法延伸到社会、经济领域的产物，也是自动控制科学与运筹学数学方法相结合的结果。
其次就是不确定性。
不确定性指的是测量物理量的不确定性，由于在一定条件下，一些力学量只能处在它的本征态上，所表现出来的值是分立的，因此在不同的时间测量，就有可能得到不同的值，就会出现不确定值，也就是说，当你测量它时，可能得到这个值，可能得到那个值，得到的值是不确定的。
只有在这个力学量的本征态上测量它，才能得到确切的值。
而疲劳寿命问题就是一个发展变化的受众多因素影响的复杂过程。
这篇文章建立了两个灰色模型，一个是线性的GM(1,1)模型，一个是非线性的灰色Verhulst模型，具体的数学上的建模，文章也已经比较清楚地列了出来，并将之与传统的Miner理论作对比。
根据文章，我们可以看到，传统的Miner理论预测不确定性疲劳寿命时，其误差为61.6%，而基于线性灰色GM (1 ,1)模型的预测方法,白化响应式的预测精度为97.19 % ，预测的误差为–24.11 % ,结果偏于安全；基于非线性灰色Verhulst 模型的预测方法，白化响应式的预测精度为98.16 % ，预测的误差为–17.15 % ,结果亦偏于安全。
这篇文章的主要思路就是，提出一个新的预测方法，即建立灰色模型，来预测不确定性疲劳寿命，论证新的方法对传统的Miner理论有明显的优势。
通过结果来看，基于线性灰色GM (1 ,1)模型的预测方法与基于非线性灰色Verhulst 模型的预测方法，都能够较为精确地预测构件的疲劳寿命，具有潜在的工程应用价值。
但是，文章也有不足之处。
文章的计算主要是基于他人的实验数据进行的，作者并未做过实验来论证，使文章理论推导的可靠性打了折扣。
2、我对断裂力学发展前景的看法
由于断裂力学兴起的年代较晚，它所涉及的学科较多，现在仍处于发展阶段，因此无论其研究的对象、方法或其分类都尚未完全定型，人们认为它不仅仅是固体力学的一个分支，而且也是工程技术科学或材料科学的一个分支。
但目前断裂力学总的研究趋势是：从线弹性到弹塑性；从静态断裂到动态断裂；从宏观微观分离到宏观与微观结合；从确定性方法到概率统计性方法。
所以就断裂力学本身而言，根据研究的具体内容和范围，它又被分为宏观断裂力学(工程断裂力学)和微观断裂力学(属金属物理范畴)。
宏观断裂力学又可分为弹性断裂力学(它包括线性弹性断裂力学和非线性弹性断裂力学)和弹塑性断裂力学(它包括小范围屈服断裂力学和大范围屈服断裂力学及全面屈服断裂力学)。
工程断裂力学还包括疲劳断裂、蠕变断裂、腐蚀断裂、腐蚀疲劳断裂及蠕变疲劳断裂等工程中重要方面。
如今在断裂力学研究方法中，又引入可靠性理论，称为概率断裂力学，使断裂力学的研究内容更加丰富，也使断裂力学的理论得到进一步的发展和完善，并在工程实际中发挥出越来越大的指导作用。
断裂力学的理论不仅产生于社会生产实践,而且它现在已经又作为理论来指导人们的社会生产实践。
它的产生和发展的每一个阶段都充满着辩证观点,这使人们对辩证法在科学的发展中的指导作用有了更为深刻的认识,从而在社会生产实践中更加自觉地应用辩证的观点去观察事物、分析问题、乃至提出最有效地解决问题的方法。
3、我感兴趣的方向
断裂力学总的研究趋势是从线弹性到弹塑性；从静态断裂到动态断裂；从宏观微观分离到宏观与微观结合；从确定性方法到概率统计性方法。
用建立灰色模型来预测不确定性疲劳寿命，就是一个具体的应用。
断裂力学在地震地球物理学和岩土工程学的应用，是我所感兴趣的方向。
对于断裂研究所发展起来的固体力学方法在岩土工程学和地球物理学中，特别是在地震学中找到了最新的广泛的应用。
例如,脆性岩石的受压破坏是由于细观裂纹引起的,并且在了解局部拉应力集中区裂纹的扩展方面,以及在了解由于断层形成而最终破坏时,观裂纹阵列之间的相互影响方面,都取得了进展。
为了抽取碳氢化合物或地热能而用液压使岩层开裂,是断裂力学的又一活跃领域，类似的技术已能用来测量目前钻探所能达到的深度上的地壳大地构造应力。
相关种类的裂纹的模拟,有助于了解火山地区岩浆向地表的迁移。
对于地震，了解可能导致以地震形式出现的滑移失稳同滑移率之间的关系,以及同断层摩擦阻力的历史依赖性之间的关系，了解地震的地运动以测定地震的危险性及结构响应方面，是我有强烈兴趣的一个领域之所在。