解：1）不考虑缺陷，按传统强度设计考虑。选用二种材料时的安全系数分别为：材料1：n?1=?ys1/?=1800/1000=1.8材料2：n?2=?ys2/?=1400/1000=1.4优合格例1：某构件有一长a=1mm的单边穿透裂纹，受拉应力?=1000MPa的作用。试选择材料。材料1：?ys1=1800Mpa，K1C1=50MPa；材料2：?ys2=1400Mpa，K1C2=75MPa；mm2）考虑缺陷，按断裂设计考虑。由于a很小，对于单边穿透裂纹应有或cKaK1112.1￡=pasaKcpas12.11￡第30页，共54页，星期日，2025年，2月5日选用材料1，将发生低应力脆性断裂；选用材料2，既满足强度条件，也满足抗断要求。材料断裂应力为：aKcps12.11￡选用材料1：?1c=50/[1.12(3.14?0.001)1/2]=796MPa?选用材料2：?2c=75/[1.12(3.14?0.001)1/2]=1195MPa?断裂安全注意，a0越小，K1C越大，临界断裂应力?c越大。因此，提高K1C，控制a0，利于防止低应力断裂。第31页，共54页，星期日，2025年，2月5日压力容器直径大，曲率小，可视为承受拉伸应力的无限大中心裂纹板，有：或cKaK11￡=ps21)(1spcKa￡解：由球形压力容器膜应力计算公式有：?=pd/4t=5?4/(4?0.01)=500MPa例2：球形压力容器d=5m，承受内压p=4MPa，厚度t=10mm，有一长2a的穿透裂纹。已知材料K1C=80MPa。求临界裂纹尺寸ac。m第32页，共54页，星期日，2025年，2月5日在发生断裂的临界状态下有：故得到：ac=(1/3.14)(80/500)2=0.0081m=8.1mm21)(1spcKa=c；?=pd/4t若内压不变，容器直径d，?，ac，抗断裂能力越差。内压p，则?，临界裂纹尺寸ac；材料的K1C，临界裂纹尺寸ac；可知：第33页，共54页，星期日，2025年，2月5日4材料的断裂韧性K1cL=4WWaP三点弯曲（B=W/2）1）标准试件(GB4161-84)应力强度因子：])(7.38)(6.37)(8.21)(6.4)(9.2[2/92/72/52/32/12/3WaWaWaWaWaBWPLK+-+-=2孔f0.25WPPaW1.25W1.2W0.55W紧凑拉伸（B=W/2）裂纹预制:电火花切割一切口，使用钼丝直径约0.1mm。用疲劳载荷预制裂纹，应使Da?1.5mm。疲劳载荷越小，裂纹越尖锐，所需时间越长。为保证裂纹足够尖锐，要求循环载荷中Kmax(2/3)K1c。第34页，共54页，星期日，2025年，2月5日X-Y记录仪PV2）试验装置监测载荷P、裂纹张开位移V，得到试验P-V曲线，确定裂纹开始扩展时的载荷PQ和裂纹尺寸a，代入应力强度因子表达式，即可确定Kc。PP试件试验机放大器力传感器输出P引伸计输出V第35页，共54页，星期日，2025年，2月5日第36页，共54页，星期日，2025年，2月5日3)PQ的确定：若在P5前无载荷大于P5，则取PQ=P5；若在P5前有载荷大于P5，则取该载荷为PQ。作比P-V线性部分斜率小5%的直线，交P-V于P5。PmaxP0VP500P5PmaxPQ=PmaxPmaxPQPQ=P5