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沖擊韌度及其工程意義

閱讀:5532        發(fā)布時間:2021/3/19
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沖擊韌度這一術(shù)語這里容易引起雙重誤解。一個是以為沖擊韌度就是前面所述的單位面積沖擊功,顯然這是誤解。即使按照應(yīng)變能密度概念,用AKb2BbB分別代表缺口小截面的長度和寬度)來表示,也不具有完整的沖擊韌度的性質(zhì)。因為試樣斷裂所消耗的能量并不是沿缺口小截面均勻地消耗,而是為缺口附近體積所吸收,并且在此體積內(nèi),各點(diǎn)所吸收的能量也不是一樣的。因此沖擊韌度Ak不能代表材料抵抗沖擊載荷的能力,而是代表指ding溫度下,材料在缺口和沖擊加載速度共同作用下的脆化趨勢及其程度,或者說對缺口的敏感度。另一個誤解是將Ak稱為沖擊韌度,以為材料的脆化趨勢及其程度是由于沖擊造成的。實際上,脆化趨勢主要由缺口引起,沖擊只是在有缺口場合上才起些作用。這是因為在沖擊載荷下可供缺口周圍區(qū)域產(chǎn)生塑性變形,從而使應(yīng)力集中松馳的時間較短,故產(chǎn)生脆性斷裂的傾向增大。因為有些材料的光滑試樣在工程常見加載速度下并不反映脆化趨勢。因此,由缺口沖擊彎曲實驗所得的實驗值應(yīng)該稱為缺口沖擊韌度,可能稱為沖擊吸收功要確切些,它主要反映材料的缺口敏感性。

  和缺口靜彎實驗結(jié)果一樣,缺口沖擊韌度(沖擊吸收功)也是由彈性功、塑性功和斷裂功三部分組成。對于不同的金屬材料,其沖擊吸收功AK可以相同,但它們的彈性功、塑性功和斷裂功卻可能相差很大。若彈性功所占比例很大,塑性功小,斷裂功幾乎為零,則表明材料斷裂前塑性變形小,裂紋一旦形成就立即擴(kuò)展直到斷裂,斷口必然呈放射狀甚至結(jié)晶狀脆性斷口。反之,若塑性變形功所占比例大,裂紋擴(kuò)展的斷裂功也大,則斷口將呈纖維狀為主的韌性斷口。由此可見,Ak值的大小并不能直接反映材料韌或脆的性質(zhì)。實際上只有其中塑性功、特別是斷裂功的大小才真正顯示材料韌度的性質(zhì)。

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