12020世纪世纪5050年代，美国北极星导弹固体燃料发动年代，美国北极星导弹固体燃料发动机壳体发射时断裂机壳体发射时断裂(duànliè)(duànliè)。材料为高强度钢，屈服强。材料为高强度钢，屈服强度度s=1400MPas=1400MPa，工作应力，工作应力900MPa900MPa。。19651965年年1212月，英国月，英国JohnThompsonJohnThompson公司制造的公司制造的大型氨合成塔在水压试验时断裂成二段，碎块最重达大型氨合成塔在水压试验时断裂成二段，碎块最重达22吨。断裂起源于焊缝裂纹，发生断裂时的试验吨。断裂起源于焊缝裂纹，发生断裂时的试验(shìyàn)(shìyàn)应力仅为材料屈服应力的应力仅为材料屈服应力的48%48%。。一、结构一、结构(jiégòu)(jiégòu)中的中的裂纹裂纹按静强度设计，控制工作应力按静强度设计，控制工作应力。。但在但在[[]]时，结构发生破坏的事例并不鲜见。时，结构发生破坏的事例并不鲜见。第一页，共二十一页。第一页，共二十一页。2低应力低应力(yìnglì)(yìnglì)断裂：断裂：在静强度足够的情况下发生的断裂在静强度足够的情况下发生的断裂。。低应力断裂低应力断裂(duànliè)(duànliè)是由裂纹引起的。是由裂纹引起的。中心裂纹中心裂纹工程工程常见常见裂纹裂纹2a2aWB边裂纹边裂纹aa表面裂纹表面裂纹2caat讨论张开型讨论张开型(I(I型型))裂纹，最常见、最严重。裂纹，最常见、最严重。二维裂纹，二维裂纹，------穿透厚度穿透厚度(hòudù)(hòudù)裂纹，最简裂纹，最简单。单。第二页，共二十一页。第二页，共二十一页。3二、断裂控制二、断裂控制(kòngzhì)(kòngzhì)参量和断裂判参量和断裂判据据作用(、a)越大，抗力(kànlì)ɡ(K1C)越低，越可能断裂。裂纹尺寸和形状裂纹尺寸和形状((先决条先决条件件))应力大小应力大小((必要条件必要条件))材料的断裂韧性材料的断裂韧性KK1C1C((材料抗力材料抗力))含裂纹含裂纹材料抵抗断裂能力的度量材料抵抗断裂能力的度量。。断断裂裂三三要要素素抗力抗力(kànɡlì)(kànɡlì)断裂判据可写为：断裂判据可写为：aaKKffWWaa((,,))KKcc11作用作用aa断裂控制参量：应力强度因子断裂控制参量：应力强度因子KK第三页，共二十一页。第三页，共二十一页。4这是进行这是进行(jìnxíng)(jìnxíng)抗断设计的基本控制方程。抗断设计的基本控制方程。断裂断裂(duànliè)(duànliè)判据：判据：KKffaaWWaa...
