压),这个压力容器是否安全?(σ=1529MPa,不安全KI=184.18 MPa.m1/2)
11. 某汽车发动机连杆大头螺栓在工作时承受交变拉应力,最大拉力为59460N,最小拉力为56900N,螺栓螺纹处内径为11.29mm,试求应力半幅σa、平均应力σm及应力循环对称系数r。(3.198MPa,145.36MPa,0.96)
12.设有屈服强度为415 MPa,断裂韧性为132 MPa.m1/2 ,宽度分别100mm、260 mm的两块合金厚钢板。如果板都受500 MPa的拉应力作用,并设板内都有长为46mm的中心穿透裂纹,试问此两板内裂纹是否都扩展?(KI= 156* f(a/b), MPa.m1/2)
??af(a/b)K? 12??1?0.176??s
13.物体内部有一圆盘状尖锐深埋裂纹,直径为2.5cmm,当作用的应力为700 MPa时,物体发生断裂事故,求:
(a)材料的断裂韧性是多少?(假定满足平面应变条件。)88.433 MPa.m1/2
KIC? ?
(b)若用这种材料制成一块厚度B=0.75cm,裂纹半长a=3.75cm的板作断裂韧性试验,问测得的断裂韧性值是否有效?(设材料的屈服强度为1100 MPa。)(2.5(KIC/σs)2=16.2mm,B<16.2mm无效。)
??a2KQ? B?2.(5K/?)Qs?
(c)测得有效KIC的厚度是多少?(16.875mm) 7.5×1.5×1.5=16.875
14. 设某压力容器周向应力σ =1400MPa,采用焊接工艺后可能有纵向表面裂纹(半椭圆)a=1mm,a/c=0.6.现可以选用的两种材料分别有如下性能:
A 钢σ0.2 =1700MPa, KⅠc =78 MPa.m1/2 ; B 钢σ0.2=2800 MPa,KⅠc =47 MPa.m1/2 。试从防止低应力断裂考虑,应选用哪种材料。
(提示:参考有关半椭圆表面裂纹,而且还要考虑到塑性修正的应力场强度因子KⅠ表达式)(A:可以使用KI=156 MPa.m1/2
15. 有板件在脉动载荷下工作,σmax=200MPa,σmin=0,该材料的σb=670MPa, σ
1/2
,Paris公式中,C=6.9×10-12,n=3.0,使用中发现0.2=600MPa,KIc=104MPa·m
有0.1mm和1mm两处横向穿透裂纹,请估算板件的疲劳剩余寿命?(2.69×
??aKI105循环周次)
???a
da?6.9?10?12(?K)3 dNacNc?a0?dada/dN
16.正火45钢的σb=610MPa,σ-1=300MPa,试用Goodman 公式绘制σmax(σmin)-σm疲劳图,并确定σ-0.5,σ0,σ0.5等疲劳极限(σmax)。(402.2MPa,484.8MPa,343.6MPa) σmax σa O σb σm O σb σm
σmin
???m?????a???1?1???? ???b???? 1(?max??min)?a1?r 2tg????1?m1?r (?max??min)2 ??1 ?m?(1)?1?r??1? ????1?r??b? ?
?max2?max2 tan?????m?max??min1?r
2?max??m(2)
1?r
?min?r?max(3)
σ-1 σ-1 σ-1 σb
17.某高强度钢的σ0.2=1400MPa,在水介质中的KISCC=21.3MPa?m1/