应力分析原理PPT学习教案.pptx

《应力分析原理》的学习教案主要涵盖了疲劳损坏、蠕变和应力腐蚀这三大主题，这些都是材料失效和结构稳定性的重要因素。 我们来讨论疲劳损坏。疲劳损坏是指延性材料在交变应力作用下逐渐发生的破坏现象。即使在静态应力下材料不会断裂，但是周期性的载荷会在一定循环次数后导致材料的突然脆性断裂。疲劳损坏的特点包括：1) 它可以在材料的弹性区内发生；2) 交变应力的循环次数和破坏之间存在关系，应力越大，需要的循环次数越少；3) 存在一个持久极限或疲劳强度，低于这个应力值，材料可以无限循环而不破坏；4) 对于未规定疲劳强度的材料，通常采用特定循环次数下的破坏应力作为参考。 疲劳损坏的物理机制涉及到材料内部的微小缺陷或滑移产生的裂纹。在应力的持续作用下，这些裂纹会扩大，最终导致材料的破坏。此外，环境因素如腐蚀也可能加速疲劳损坏。 接下来是蠕变。蠕变是指材料在恒定温度和应力下，随着时间推移应变增加的现象，常见于高温环境。蠕变过程通常分为三个阶段：初级蠕变、次级蠕变和三次蠕变。初级蠕变速率快，随后减缓至稳态蠕变，最后是加速蠕变导致破坏。材料性质、应力大小和温度都会影响蠕变行为。在一定条件下，如果应力被移除，部分蠕变应变可以恢复，但可能累积。 在核设备中，蠕变是一个重要的考虑因素。例如，在核反应堆中，由于温度和压力的变化，材料可能会经历低循环疲劳，即反复屈服导致的塑性应变，这可能会引起设备的破坏。因此，核设备的设计必须按照规范进行疲劳分析，以保证安全性。 我们来看应力腐蚀。应力腐蚀是材料在应力和腐蚀介质共同作用下发生的突然断裂。其特征包括：1) 断裂与时间有关，应力越大，断裂所需时间越短；2) 断裂应力通常低于材料的无应力腐蚀开裂应力。在核反应堆系统中，例如锆合金和不锈钢包壳，在高温和腐蚀介质环境下，应力腐蚀是一个关键的考虑因素，需要确保材料的选择和设计能抵抗这种类型的破坏。 总结起来，应力分析原理包括对疲劳损坏的理解，掌握蠕变的动态过程，以及对应力腐蚀的预防和控制。这些知识点对于理解和预测材料在实际工况下的行为至关重要，尤其在核工程和其他高强度、高风险的应用领域中。