西北大学：《材料的力学性能》第六章 切口强度与 切口冲击韧性

第六章切口糨度与 切口冲击韧性 能网络课程 anc 材料科学与工程学院王泓主编

第六章 切口强度与 切口冲击韧性

b/言 1.广义的“切口 如口的存在造成:应力应安集中和多句性。 二战事故分折的若於 ②脆断钢板,其夏比V型切口试件冲击AKV在10℃C 2时低子15/b(20.34Nm) POLYTCHA 课初性钢板,其AKV在10℃时于15升bf 程 材料科学与工程学院王泓主编

6.1 前言 1、广义的“切口” 切口的存在造成：应力应变集中和多向性。 二战事故分析的结论： ①脆断钢板，其夏比V型切口试件冲击值AKV在10℃ 时低于15ft.lbf(20.34N.m)； ②韧性钢板，其AKV值在10℃时高于15ft.lbf

2.切口度: 用带切口的拉伸试件测定其廝裂时的 名力(伸断面平均应和 能记 ObN 网络课程 maX POLYTCHA bN N 材料科学与工程学院王泓主编

N bN A Pmax  = 2、切口强度： 用带切口的拉伸试件测定其断裂时的 名义应力(净断面平均应力)， 记为σbN

5,如口感性 切口据度对抗拉据废的比值定义如口废比么5 NSR=ObN /Ob 若NSR>1.0,表示材料对如口不龊感,或者说材 料是如口韧性的 若NSR<1.0,则材料对如口数感,材料是切口 网络课程 性的[607 POLYTCHA 材料科学与工程学院王泓主编

3、切口敏感性 切口强度对抗拉强度的比值定义为切口强度比NSR ： NSR=σbN／σb 若NSR＞1.0，表示材料对切口不敏感，或者说材 料是切口韧性的； 若NSR＜1.0，则材料对切口敏感，材料是切口 脆性的[60]

O局部力月局部威变 的一受拉仲我,的,其中的反力布是如力 的。若在板的中心钻一孔,则在孔的周国应力 尔布发生了很大的变化如图白-1所示 在孔的边狼,拉应力震大,离孔边赳返,应力 越小。碳后趋近予净断面平应力,即名屈力 on。 网力集中集数K的定义 POLYTCHA Kt=omax/on 程 材料科学与工程学院王泓主编

6.2 局部应力与局部应变 一受拉伸裁荷的薄板，其中的应力分布是均 匀 的。若在板的中心钻一圆孔，则在孔的周围应力 分布发生了很大的变化如图6-1所示； 在孔的边缘，拉应力最大，离孔边越远，应力 越小。最后趋近于净断面平均应力，即名义应力 σn。 应力集中系数Kt 的定义： Kt=σmax/σn

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图6-1 受拉伸的中心圆孔扳

63切口强度的实验测定 如口据度通带用如口园捏件(见固的5式飘如口 平撷武伴视见固6511,进行拉伸试验予以测定 如口何的三个主要参数历 切口成,如口报部帕曲率半奁,如口张角 能网络课程 如口威:如口武件拉伸新裂震大我荷,除以切口处 的净断西积。 如口断面收箱卓,称员如口型( Notch Ductility 材料科学与工程学院王泓主编

6.3 切口强度的实验测定 切口强度通常用切口圆柱试件(见图6-5(a))或双切口 平板试件(见图6-5(b))，进行拉伸试验予以测定。 切口几何的三个主要参数为： 切口深度t、切口根部的曲率半径、切口张角 切口强度：切口试件拉伸断裂最大载荷，除以切口处 的净断面积。 切口断面收缩率，称为切口塑性(Notch Ductility)

能网络课程 0) POLYTCHA 图6-5切口试件与切口几何 材料科学与工程学院王泓主编

图6-5 切口试件与切口几何

1x45 80±05 25 ·:30± 60 能网络课程 p≤0.2 POLYTCHA 材料科学与工程学院王泓主编

5如口威的佑算 的a51如口根却紋形成霍则 如口零构件或试件的断裂可能包含三个阶:在 切口根部形成裂尺,形成于如口根裂纹的亚那扩展 岁裂纹达到临界尺寸时发生裂。裂发在如口根部形成 可以做定是由如口根部材料元的断裂刑起的,如图-7 所示。 能网络课程 anc 囹6-7零件中的切口根部塑性区(1)和材料元(2) 材料料学与工程学院王泓主编

图6-7 零件中的切口根部塑性区（1）和材料元（2） 6.5 切口强度的估算 6.5.1 切口根部裂纹形成准则 切口零构件或试件的断裂可能包含三个阶段：在 切口根部形成裂纹，形成于切口根裂纹的亚临界扩展， 当裂纹达到临界尺寸时发生断裂。裂纹在切口根部形成 ，可以假定是由切口根部材料元的断裂引起的，如图6-7 所示