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低应力脆断及弹簧材料的韧性

低应力脆断及弹簧材料的韧性

  低应力脆断及弹簧材料的韧性
  
  人们在对船舶的脆断、无缝输气钢管的脆断裂缝、铁桥的脆断倒塌、飞机因脆断而失事、石油、电站设备因脆断而发生重大事故的分析中,发现了一些它们的共同特点:
  
  1.通常发生脆断时的宏观应力很低,按强度设计是安全的;
  
  2.脆断事故通常发生在比较低的工作温度环境下;
  
  3.脆断从应力集中处开始,裂纹源通常在结构或弹簧材料的缺陷处,如缺口、裂纹、夹杂等;
  
  4.厚截面、高应变速率促进脆断。
  
  由此,人们发现了传统设计思想和弹簧材料的性能指标在强度设计上的不足,试图提出新的性能指标和安全判据,找到防止脆断的新的设计方法。
  
  传统的强度设计所依据的性能指标主要为弹性模量E、屈服极限汽、抗拉强度}L,而塑性指标延伸率占和面收缩率沪在设计中只是参考数据,通常还会考虑应力集中现象,即使如此,设计的安全判据仍不足以防止脆断的发生,这说明弹簧材料的强度、塑性、弹性这些性能指标还不能完全反映弹簧材料抵抗脆断的能力。经过对众多脆断事故的分析和研究,人们提出了一个便于反映弹簧材料抗脆断能力的新的性能指标—韧性,从使脆性弹簧材料和韧性弹簧材料断裂所消耗的能量不同,归纳出韧性的定义为:所谓韧性是弹簧材料从变形到断裂过程中吸收能量的大小,它是弹簧材料强度和塑性的综合反映。

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