结构力学的重要人物之一是预防设计的结构出现“失效”,该失效是指结构在承受载荷时失去原有功能或承载能力的一种状态,如何判断该结构力学是哪种失效模式?
1、判断方法
①应力应变分析:通过材料力学的拉伸测试获得应力应变曲线,了解材料的力学性能。当应力达到极限强度时,材料会发生断裂(脆性材料)或显著形变后断裂(塑性材料)。
②结构完整性评估:检查结构中是否存在应力集中点或装配精度问题,这些因素可能导致某些部分承受超过其设计载荷的应力,从而引发静态失效。
2、疲劳失效
疲劳失效是指材料在经历循环应力时,性能逐渐降低,最终导致失效。即使结构在正常使用情况下并未超过其极限强度,也可能会因疲劳而失效。
判断方法:
①循环应力分析:确定结构所承受的应力是否为循环应力,以及应力的周期性和频率。循环应力是导致疲劳失效的主要原因。
②裂纹检测:通过无损检测等技术手段,检查结构中是否存在微观或宏观裂纹。裂纹是疲劳失效的先兆,随着循环次数的增加,裂纹会不断扩展,直至达到临界长度并引发断裂。
③疲劳寿命预测:基于材料的疲劳性能和结构所承受的循环应力水平,进行疲劳寿命预测。这有助于提前发现潜在的疲劳失效风险。
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