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彎曲試樣斷裂力學(xué)測(cè)試中的邊緣效應(yīng)與缺口敏感性:通過(guò)增加初始缺口深度實(shí)現(xiàn)的韌-脆-韌雙重轉(zhuǎn)變
《International Journal of Engineering Science》:Edge-effect and notch-sensitivity in fracture mechanics testing of bending specimens: Ductile-to-brittle-to-ductile double transition by increasing the initial notch depth
【字體: 大 中 小 】 時(shí)間:2026年02月22日 來(lái)源:International Journal of Engineering Science 5.7
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本研究通過(guò)分析缺口深度變化對(duì)彎曲主導(dǎo)型試樣(純彎曲、三點(diǎn)彎曲、緊湊拉伸)斷裂行為的影響,揭示了材料失效模式并非固定不變,而是在特定幾何構(gòu)型下會(huì)經(jīng)歷一個(gè)有趣的雙重轉(zhuǎn)變。研究發(fā)現(xiàn),隨著初始缺口深度(a/b)增加,材料的宏觀表現(xiàn)會(huì)依次出現(xiàn)韌性(塑性屈服)→ 脆性(裂紋擴(kuò)展主導(dǎo))→ 韌性(韌帶不足導(dǎo)致的塑性坍塌)的轉(zhuǎn)變。第二個(gè)脆性到韌性的回歸現(xiàn)象,是由于剩余韌帶過(guò)短,無(wú)法形成漸進(jìn)奇異應(yīng)力場(chǎng)(asymptotic singular stress field)所致。研究引入“脆性數(shù)”(brittleness number, s)統(tǒng)一描述了這一過(guò)程,并比較了不同構(gòu)型下轉(zhuǎn)變點(diǎn)的差異。這強(qiáng)調(diào)了在工程應(yīng)用中評(píng)估構(gòu)件韌性時(shí),必須綜合考慮材料性能、幾何形狀、尺寸比例與初始缺陷深度等因素。
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