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断裂行为 理论结合强度 断裂理论 断裂现象分类: 金属类：先是弹性形变，然后塑性变， 直至断裂。 高分子类：先是弹性形变（很大），然 后塑性形变，直至断裂。 无机材料：先是弹性形变（较小），然 后不发生塑性形变（或很小） 而直接脆性断裂。 脆性断裂的特点 断裂前无明显的预兆 断裂处往往存在一定的断裂源 由于断裂源的存在，实际断裂强度 远远小于理论强度 脆性断裂的微观过程 突发性裂纹扩展 裂纹的缓慢生长 固体的强度——固体材料抵抗破坏的能力 按破坏形式分：屈服强度 断裂强度 按讨论方式分：理论强度 实际强度 根据Orowan 模型，经过推导出： Inglis断裂理论 Griffith脆断理论 Irwin - Orowan 理论 贡献：看到了缺陷、解释了实际强度远低于 理论强度的事实。 缺点：沿用了传统的强度理论，引用了现成 的弹性力学应力集中理论，并将缺陷 视为椭园孔，未能讨论裂纹型的缺陷。 重要意义： 首次确定了载荷、形状、裂纹长度和材料裂纹抵抗力之间的关系，为断裂力学的创立奠定了理论基础。 对有塑性性能的金属材料: 裂纹的起源 晶体微观缺陷发展成裂纹 材料表面的机械强度损伤与化学腐蚀 形成成的表面裂纹──最危险的的裂纹 (裂纹的扩展由表面裂纹开始) 热应力引起裂纹 气体逸出形成的裂纹 晶体生长或无定形向晶形转变形成裂纹 裂纹的快速扩张（失稳扩展） 裂纹扩展的动力： 裂纹扩展的阻力： Gc = 2? 超过临界状态后，多余的能量的去向 裂纹的加速扩展 裂纹的繁殖 最后形成复杂的断面 使用应力不超过σc 在材料中设置吸收能量的装置 人为地在材料中造成大量极微 细的小于临界尺寸的裂纹。 在临界应力之下，裂纹随时间的推移而发生的缓慢扩展的现象称为亚临界生长，或称为静态疲劳 。 材料在循环应力或渐增应力作用下的延时破坏叫做动态疲劳。 K值随亚临界裂纹增长的变化 开裂阻力：Gc=dWs