El trabajo de China en mecánica de fracturas está al menos 20 años más tarde que en el extranjero. No fue hasta la década de 1970 que la mecánica de fracturas se introdujo ampliamente en China, y algunas unidades y trabajadores científicos y tecnológicos llevaron a cabo gradualmente la investigación y aplicación de la mecánica de fracturas.
La mecánica de fracturas es una ciencia que se originó a principios del siglo XX, se desarrolló a finales del siglo XX y aún está desarrollándose y mejorando. Por lo tanto, es un resultado de investigación de vanguardia y desafiante.
La mecánica de fracturas es la ciencia que estudia la resistencia de los objetos fisurados y las leyes de propagación de grietas. Es una rama de la mecánica de sólidos, también llamada mecánica de grietas. Germinó en la década de 1920, cuando A.A. Griffith estudió la fractura frágil del vidrio con baja tensión. Posteriormente, se produjeron a nivel internacional una serie de accidentes catastróficos de fractura frágil de baja tensión, que promovieron la investigación en este campo, y en la década de 1950 comenzó a formarse una mecánica de fractura según el tamaño de la zona plástica cerca de la punta de la grieta. Se divide en Mecánica de fracturas elásticas lineales y Mecánica de fracturas elastoplásticas. Según la naturaleza de la carga que causa la fractura del material, se puede dividir en mecánica de fractura (estática) y dinámica de fractura. Las tareas de la mecánica de fracturas son: obtener la tenacidad a la fractura de varios materiales; determinar si un objeto se fractura bajo una fuerza externa determinada, es decir, establecer criterios de fractura bajo carga; Estudiar la fractura de objetos bajo la acción simultánea de ambiente corrosivo y tensión (corrosión por tensión). La mecánica de fracturas se ha utilizado ampliamente en campos de la ingeniería como la aviación, la industria aeroespacial, el transporte, la industria química, la maquinaria, los materiales y la energía.
La mecánica de la fractura comenzó a tomar forma en la década de 1950. Con el desarrollo de la industria aeroespacial, han surgido materiales de altísima resistencia. Para este tipo de material, el diseño de resistencia tradicional ya no puede satisfacer las necesidades. La teoría de la resistencia tradicional trata los materiales y las estructuras como un todo completo sin grietas. Las grietas existen en materiales y estructuras reales, pero si la resistencia del material es baja, el impacto de las grietas en la seguridad de la estructura generalmente no es obvio. Dado que se adopta un cierto factor de seguridad en el diseño, el diseño puede satisfacer las necesidades de ingeniería. Pero para materiales de alta resistencia o materiales bajo condiciones específicas, la presencia de grietas cambiará fundamentalmente la situación, lo que requiere que se considere la resistencia del material a la propagación de grietas. Por lo tanto, se introdujo el concepto mecánico de tenacidad a la fractura del material y surgió la mecánica de fractura.
Antes de la aparición de la mecánica de fractura, debido a la acumulación de conocimientos de producción, la gente había resumido algunos indicadores de tenacidad de los materiales, como la temperatura de transición frío-frágil, la energía de impacto, etc. Estos son parámetros empíricos cualitativos que solo se puede usar en Se puede usar para evaluar materiales bajo ciertas condiciones, pero no se puede usar para diseño. Con los esfuerzos de G.R. Owen y otros en los Estados Unidos, se estableció gradualmente la mecánica de fractura elástica lineal y se desarrolló la mecánica de fractura elástico-plástica. Se proponen algunos parámetros que describen la propagación de grietas, como el factor de intensidad de tensiones, la integral J y el desplazamiento de apertura de grietas (ver método COD), que pueden usarse cuantitativamente en el diseño. Combinarlos con la teoría de resistencia tradicional permite el diseño de estructuras de ingeniería más seguras y económicas. Por lo tanto, la mecánica de fractura se utiliza cada vez más en la industria aeroespacial, la ingeniería de energía nuclear y otros campos.
Por otro lado, dado que la pequeña área de la punta de la grieta tiene una influencia importante en la ley de expansión de la grieta, la expansión de la grieta está relacionada con ciertas propiedades microscópicas del material, especialmente las propiedades metalúrgicas. (como el tamaño de grano, partículas de dos fases, dislocaciones, etc.) tienen una gran relación. ), que requiere que la mecánica de fracturas combine los resultados de la tecnología de materiales, la metalurgia, la física de metales y otros aspectos con la mecánica en su investigación. Con el desarrollo de la mecánica de fracturas, las microfisuras también han entrado en el ámbito de la investigación. Al estudiar las leyes de propagación de grietas, las causas de las grietas también comienzan a estar involucradas.
Contenidos de la investigación
1. Condiciones de inicio del crack.
2. El proceso de propagación de grietas bajo la acción de cargas externas y/u otros factores.
3. ¿Hasta dónde se extiende la grieta antes de que el objeto se rompa?
Además, para satisfacer las necesidades del proyecto, ¿bajo qué condiciones se destruirá una estructura agrietada bajo una determinada carga, cuántas grietas se permiten en la estructura bajo las grietas estructurales y estructurales? Condiciones de trabajo, la vida útil de la estructura es: Cuánto tiempo.