材料力學(xué)第一章(三) 材料的斷裂

1、1第一章、第一章、材料在單向靜拉伸載荷下的力學(xué)性能材料在單向靜拉伸載荷下的力學(xué)性能 材料的斷裂材料的斷裂主講人：劉桂武主講人：劉桂武 江蘇大學(xué)材料學(xué)院江蘇大學(xué)材料學(xué)院 Email: 電話：電話：1595289892321、材料的斷裂理論、材料的斷裂理論2、材料的斷裂類型、材料的斷裂類型第一章（三）知識(shí)要點(diǎn)第一章（三）知識(shí)要點(diǎn)3一、基本概念一、基本概念（1）斷裂（斷裂（fracture）：物體在外力作用下物體在外力作用下產(chǎn)生裂紋產(chǎn)生裂紋以至以至斷開斷開的現(xiàn)的現(xiàn)象象。（2）韌性韌性斷裂（斷裂（ ductile fracture，延性斷裂），延性斷裂）：是材料斷裂前產(chǎn)生是材料斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀明顯宏

2、觀塑性變形塑性變形的斷裂。如斷口呈纖維狀、灰暗色，斷裂面平行于的斷裂。如斷口呈纖維狀、灰暗色，斷裂面平行于最大切應(yīng)力，并與主應(yīng)力成最大切應(yīng)力，并與主應(yīng)力成45o角。角。 （3）脆性脆性斷裂（斷裂（brittle fracture）: 突然發(fā)生的斷裂，未發(fā)生較明顯突然發(fā)生的斷裂，未發(fā)生較明顯的塑性變形。斷口平齊而光亮，斷裂面與正應(yīng)力垂直。的塑性變形。斷口平齊而光亮，斷裂面與正應(yīng)力垂直。4一、基本概念一、基本概念（4）穿晶斷裂（穿晶斷裂（transgranular fracture）：裂紋穿過晶內(nèi)：裂紋穿過晶內(nèi)。（5）沿晶斷裂（沿晶斷裂（intergranular fracture）：裂紋沿晶界擴(kuò)

3、展。：裂紋沿晶界擴(kuò)展。 （6）剪切斷裂（剪斷，剪切斷裂（剪斷，shear fracture）：在：在切應(yīng)力切應(yīng)力作用下沿滑移面作用下沿滑移面（實(shí)際）分離而造成的（實(shí)際）分離而造成的滑移面分離滑移面分離斷裂（滑斷斷裂（滑斷/純剪切斷裂（單晶）、純剪切斷裂（單晶）、微孔聚集型斷裂（有孔材料）微孔聚集型斷裂（有孔材料） （7）解理斷裂（解理斷裂（cleavage fracture）：在一定條件下（如低溫），當(dāng)：在一定條件下（如低溫），當(dāng)外加應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極外加應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極快速快速率（一般為脆性斷裂）沿著率（一般為脆性斷裂）沿著一定晶一定晶體學(xué)平面體學(xué)平面（理論上）產(chǎn)生的（理論上）

4、產(chǎn)生的穿晶斷裂穿晶斷裂（與大理石斷裂類似）。解理面一（與大理石斷裂類似）。解理面一般是低指數(shù)晶面或般是低指數(shù)晶面或表面能最低表面能最低的界面。的界面。5一、基本概念一、基本概念（8）正斷型斷裂正斷型斷裂 （normalfault）：斷裂面取向垂直于最大正壓力：斷裂面取向垂直于最大正壓力max方向方向。（9）切斷型斷裂切斷型斷裂（ shearfault） ：斷裂面取向平行于最大切壓力：斷裂面取向平行于最大切壓力 max方向，與最大正壓力方向約成方向，與最大正壓力方向約成45oC。 （10）理論斷裂強(qiáng)度（理論斷裂強(qiáng)度（ Theoretical fracture strength） ：在外加正：在外

5、加正應(yīng)力作用下，將應(yīng)力作用下，將晶體的兩個(gè)原子晶體的兩個(gè)原子面沿著垂直于外力方向拉斷所需的面沿著垂直于外力方向拉斷所需的應(yīng)力應(yīng)力 6二、知識(shí)點(diǎn)二、知識(shí)點(diǎn)7斷裂類型及其特征斷裂類型及其特征類型類型概念概念/典型特征典型特征宏觀形態(tài)宏觀形態(tài)韌性斷裂韌性斷裂（1）材料斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂。材料斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂。（2）韌性斷裂斷口呈纖維狀、灰暗色。韌性斷裂斷口呈纖維狀、灰暗色。（3）斷裂面平行于最大切應(yīng)力，并與主應(yīng)力成斷裂面平行于最大切應(yīng)力，并與主應(yīng)力成45o角。如中、低角。如中、低強(qiáng)度鋼室溫拉伸斷裂，為典型的韌性斷裂，其宏觀斷口成杯錐強(qiáng)度鋼室溫拉伸斷裂，為典型的韌性斷裂，

6、其宏觀斷口成杯錐形（有頸縮現(xiàn)象），由纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇三個(gè)區(qū)域。形（有頸縮現(xiàn)象），由纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇三個(gè)區(qū)域。（4）韌性斷裂的微觀特征韌窩韌性斷裂的微觀特征韌窩脆性斷裂脆性斷裂（1）突然發(fā)生的斷裂，未發(fā)生較明顯的塑性變形。突然發(fā)生的斷裂，未發(fā)生較明顯的塑性變形。（2）脆性斷裂斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。脆性斷裂斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。（3）斷裂面與正應(yīng)力垂直。斷裂面與正應(yīng)力垂直。（4）板狀矩形拉伸試樣斷口板狀矩形拉伸試樣斷口: 人字紋花樣人字紋花樣斷裂機(jī)理斷裂機(jī)理穿晶斷裂穿晶斷裂（1）裂紋穿過晶粒內(nèi)部。裂紋穿過晶粒內(nèi)部。（2）宏觀上，穿晶斷裂可以是宏觀上，穿晶斷裂

7、可以是韌性韌性斷裂（如韌脆轉(zhuǎn)變溫度以上的斷裂（如韌脆轉(zhuǎn)變溫度以上的穿晶斷裂），也可以是穿晶斷裂），也可以是脆性脆性斷裂（如低溫下穿晶斷裂（如低溫下穿晶解理斷裂解理斷裂）。）。沿晶斷裂沿晶斷裂（1）裂紋沿晶界擴(kuò)展。裂紋沿晶界擴(kuò)展。（2）沿晶斷裂則沿晶斷裂則大多數(shù)是脆性斷裂大多數(shù)是脆性斷裂。（3）斷口呈冰糖狀，如細(xì)晶材料則呈晶粒狀，顏色斷口呈冰糖狀，如細(xì)晶材料則呈晶粒狀，顏色比比纖維狀斷口纖維狀斷口明亮，比純脆性斷口灰暗。明亮，比純脆性斷口灰暗。8斷裂機(jī)理斷裂機(jī)理剪切斷裂剪切斷裂（1）在切應(yīng)力作用下沿滑移面分離而造成的在切應(yīng)力作用下沿滑移面分離而造成的滑移面滑移面分離斷裂分離斷裂。（2）（純金屬、

8、單晶）滑斷（純金屬、單晶）滑斷/純剪切斷裂，斷口呈純剪切斷裂，斷口呈楔形或刀尖型。楔形或刀尖型。（3）微孔聚集型斷裂（含微孔材料），多為微孔聚集型斷裂（含微孔材料），多為韌性斷韌性斷裂裂，如低碳鋼的拉伸斷裂（縮頸現(xiàn)象）。，如低碳鋼的拉伸斷裂（縮頸現(xiàn)象）。解理斷裂解理斷裂（1）在一定條件下（如低溫），當(dāng)外加應(yīng)力達(dá)到一在一定條件下（如低溫），當(dāng)外加應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極定數(shù)值后，以極快速快速率率沿著一定晶體學(xué)平面沿著一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生產(chǎn)生的的穿晶斷裂穿晶斷裂。（2）無明顯塑性變形，為典型的無明顯塑性變形，為典型的脆性斷裂脆性斷裂（3）解理面一般是低指數(shù)晶面或表面能最低的界面。解理面一般是低指數(shù)晶

9、面或表面能最低的界面。（4）微觀特征：）微觀特征：解理臺(tái)階解理臺(tái)階、河流花樣、舌狀花樣河流花樣、舌狀花樣斷裂面的斷裂面的取向或作取向或作用力方式用力方式正斷型斷裂正斷型斷裂 （1）斷裂面垂直于最大切壓力斷裂面垂直于最大切壓力 方向方向（2）如解理斷裂如解理斷裂切斷型斷裂切斷型斷裂 （1）斷裂面平行于最大切斷裂面平行于最大切應(yīng)應(yīng)力方向，與最大正力方向，與最大正應(yīng)應(yīng)力力方向約成方向約成45oC91、解理裂紋的形成與擴(kuò)展解理裂紋的形成與擴(kuò)展 觀察解理斷口發(fā)現(xiàn)，斷口附近仍然有少量塑性變形。事實(shí)上，觀察解理斷口發(fā)現(xiàn)，斷口附近仍然有少量塑性變形。事實(shí)上，絕對(duì)脆性斷裂是不存在的?？梢韵胂?，絕對(duì)脆性斷裂是不存

10、在的?？梢韵胂瘢鸭y形成必然與塑性變形有關(guān)裂紋形成必然與塑性變形有關(guān)（這對(duì)單晶體金屬和多晶體金屬都是正確的）。（這對(duì)單晶體金屬和多晶體金屬都是正確的）。 而金屬材料的塑性變形是而金屬材料的塑性變形是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的反映，因此裂紋形成可能與的反映，因此裂紋形成可能與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)有關(guān)，這就是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)有關(guān)，這就是裂紋形成的位錯(cuò)理論裂紋形成的位錯(cuò)理論考慮問題的考慮問題的出發(fā)點(diǎn)出發(fā)點(diǎn)。龍門石窟解理面龍門石窟解理面裂紋形成裂紋形成塑性變形塑性變形位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)102、幾種裂紋形成理論幾種裂紋形成理論（1）甄納）甄納-斯特羅（斯特羅（G. Zener- A.N.Stroh）位錯(cuò)塞積位錯(cuò)塞積理論理論 G. Z

11、ener：在滑移面上的在滑移面上的切應(yīng)力切應(yīng)力作用下，刃型位錯(cuò)在作用下，刃型位錯(cuò)在晶界前受阻晶界前受阻并互相靠近形成并互相靠近形成位錯(cuò)位錯(cuò)塞積塞積。當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到某當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到某 一臨界值時(shí)一臨界值時(shí)，塞積頭處的位錯(cuò)互相擠緊聚合而成為一高為，塞積頭處的位錯(cuò)互相擠緊聚合而成為一高為nb、長為、長為r 的楔形裂紋（或孔洞位錯(cuò)）。（的楔形裂紋（或孔洞位錯(cuò)）。（核心思想：位錯(cuò)塞積形成解理裂紋核心思想：位錯(cuò)塞積形成解理裂紋） A.N.Stroh：如果塞積頭處的：如果塞積頭處的應(yīng)力集中不能應(yīng)力集中不能為為塑性變形所塑性變形所松弛松弛，則，則塞積頭處的最大塞積頭處的最大拉應(yīng)力拉應(yīng)力fmax能夠等于理論斷裂強(qiáng)度

12、而形成裂紋能夠等于理論斷裂強(qiáng)度而形成裂紋。 解理斷裂過程解理斷裂過程：通過塑性變形：通過塑性變形形成形成裂紋；裂紋在同一晶粒內(nèi)初期裂紋；裂紋在同一晶粒內(nèi)初期長大長大；以及越過；以及越過晶界向相鄰晶粒晶界向相鄰晶粒擴(kuò)展擴(kuò)展三個(gè)階段三個(gè)階段 。 解理解理裂紋擴(kuò)展裂紋擴(kuò)展基本方式基本方式：（a）解理方式，裂紋擴(kuò)展速度較快（脆性材料在低溫下試驗(yàn)）解理方式，裂紋擴(kuò)展速度較快（脆性材料在低溫下試驗(yàn)）（b）先在裂紋前沿（尖端）形成一些微裂紋或微孔，而后通過）先在裂紋前沿（尖端）形成一些微裂紋或微孔，而后通過塑性撕裂塑性撕裂方式互相方式互相聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)，開始開始時(shí)裂紋擴(kuò)展速度比較時(shí)裂紋擴(kuò)展速度比較緩慢緩慢，但到

13、達(dá)，但到達(dá)臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)時(shí)也時(shí)也迅速迅速擴(kuò)展而產(chǎn)生脆性斷裂擴(kuò)展而產(chǎn)生脆性斷裂 11dkGysc2 c ：裂紋長度相當(dāng)于長度：裂紋長度相當(dāng)于長度d的裂紋擴(kuò)展時(shí)的臨界應(yīng)力，或斷裂強(qiáng)度的裂紋擴(kuò)展時(shí)的臨界應(yīng)力，或斷裂強(qiáng)度 G ：切變模量：切變模量 s ：表面能：表面能 d : 晶粒直徑晶粒直徑 ky ：釘扎常數(shù)（位錯(cuò)被釘扎越強(qiáng)，：釘扎常數(shù)（位錯(cuò)被釘扎越強(qiáng)， ky 越大，越容易出現(xiàn)越大，越容易出現(xiàn)解理斷裂解理斷裂）裂紋解理斷裂擴(kuò)展臨界條件（判據(jù)）裂紋解理斷裂擴(kuò)展臨界條件（判據(jù)）：（對(duì)位錯(cuò)塞積和位錯(cuò)反應(yīng)理論均適用）（對(duì)位錯(cuò)塞積和位錯(cuò)反應(yīng)理論均適用）12（3）史密斯理論（史密斯理論（碳化物開裂模型碳化物開

14、裂模型） 鐵素體鐵素體中的位錯(cuò)源在中的位錯(cuò)源在切應(yīng)力切應(yīng)力作用下開動(dòng)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)至作用下開動(dòng)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)至晶界碳化物處受阻晶界碳化物處受阻而形而形成塞積，在塞積頭處成塞積，在塞積頭處拉應(yīng)力拉應(yīng)力作用下使碳化物開裂。作用下使碳化物開裂。 （2）柯垂耳（柯垂耳（A.H. Cottrell）位錯(cuò)反應(yīng)位錯(cuò)反應(yīng)理論：理論： 該理論是該理論是A.H.Cottrell為解釋晶內(nèi)解理與為解釋晶內(nèi)解理與bcc晶體中的解理而提出的晶體中的解理而提出的 。柯垂耳。柯垂耳提出的提出的位錯(cuò)反應(yīng)位錯(cuò)反應(yīng)是是降低能量降低能量的過程，因而的過程，因而裂紋成核裂紋成核是是自動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)行的。的。 兩種兩種解理裂紋解理裂紋形成模型共

15、同點(diǎn)：裂紋形核前均需有形成模型共同點(diǎn)：裂紋形核前均需有塑性變形塑性變形，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，在在一定條件一定條件下便會(huì)形成裂紋下便會(huì)形成裂紋133、解理斷裂微觀斷口形貌解理斷裂微觀斷口形貌 解理斷裂是沿特定界面發(fā)生的解理斷裂是沿特定界面發(fā)生的脆性穿晶斷裂脆性穿晶斷裂，斷裂斷口是由許多大致相當(dāng)于晶，斷裂斷口是由許多大致相當(dāng)于晶粒大小的解理面集合而成，這種大致以晶粒大小為單位的解理面稱為粒大小的解理面集合而成，這種大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面解理刻面。 在解理刻面內(nèi)部只從一個(gè)解理面發(fā)生解理破壞實(shí)際上是很少的。多數(shù)情況下裂在解理刻面內(nèi)部只從一個(gè)解理面發(fā)生解理破壞實(shí)際上是很少的。多

16、數(shù)情況下裂紋要跨越紋要跨越若干個(gè)若干個(gè)相互平等的、而且位于不同高度的相互平等的、而且位于不同高度的解理面解理面，從而在，從而在同一刻面同一刻面內(nèi)部出內(nèi)部出現(xiàn)了現(xiàn)了解理臺(tái)階解理臺(tái)階和和河流花樣河流花樣。 解理臺(tái)階解理臺(tái)階是沿兩個(gè)高度不同的平行解理面上擴(kuò)展的解理裂紋相交形成的，其是沿兩個(gè)高度不同的平行解理面上擴(kuò)展的解理裂紋相交形成的，其形形式方式式方式：通過解理裂紋與螺型位錯(cuò)相交形成，或通過二次解理或撕裂形成。：通過解理裂紋與螺型位錯(cuò)相交形成，或通過二次解理或撕裂形成。解理臺(tái)階解理臺(tái)階、河流花樣河流花樣，還有，還有舌狀花樣舌狀花樣是解理斷裂的基本微觀特征。是解理斷裂的基本微觀特征。（1 1）解理斷

17、裂）解理斷裂14解理臺(tái)階解理臺(tái)階河流花樣河流花樣 舌狀花樣舌狀花樣舌狀花樣舌狀花樣解理臺(tái)階解理臺(tái)階/ /河流花樣河流花樣15 當(dāng)裂紋在晶粒內(nèi)擴(kuò)展時(shí)，難于嚴(yán)格地沿一定晶體學(xué)平面擴(kuò)展。斷裂路徑不再與晶當(dāng)裂紋在晶粒內(nèi)擴(kuò)展時(shí)，難于嚴(yán)格地沿一定晶體學(xué)平面擴(kuò)展。斷裂路徑不再與晶粒位向有關(guān)，而主要與細(xì)小粒位向有關(guān)，而主要與細(xì)小碳化物質(zhì)點(diǎn)碳化物質(zhì)點(diǎn)有關(guān)。其微觀形態(tài)特征，有關(guān)。其微觀形態(tài)特征，似解理河流但又非真似解理河流但又非真正解理正解理，故稱準(zhǔn)解理，故稱準(zhǔn)解理 準(zhǔn)解理與解理的準(zhǔn)解理與解理的共同點(diǎn)共同點(diǎn)：都是穿晶斷裂；有小解理刻面；有臺(tái)階或撕裂棱及河流都是穿晶斷裂；有小解理刻面；有臺(tái)階或撕裂棱及河流花樣。花樣

18、。不同點(diǎn)不同點(diǎn)（小刻面、起源不同）（小刻面、起源不同）：準(zhǔn)解理小刻面不是準(zhǔn)解理小刻面不是晶體學(xué)解理面晶體學(xué)解理面。真正解理裂。真正解理裂紋常源于晶界，而準(zhǔn)解理裂紋則常源于紋常源于晶界，而準(zhǔn)解理裂紋則常源于晶內(nèi)硬質(zhì)點(diǎn)晶內(nèi)硬質(zhì)點(diǎn)，形成從晶內(nèi)某點(diǎn)發(fā)源的，形成從晶內(nèi)某點(diǎn)發(fā)源的放射狀河放射狀河流花樣流花樣。 準(zhǔn)解理不是一種獨(dú)立的斷裂機(jī)制，而是解理斷裂的變種。準(zhǔn)解理不是一種獨(dú)立的斷裂機(jī)制，而是解理斷裂的變種。（2 2）準(zhǔn)解理）準(zhǔn)解理準(zhǔn)解理準(zhǔn)解理斷口斷口164、理論斷裂強(qiáng)度、理論斷裂強(qiáng)度決定材料強(qiáng)度的最基本因素是分子間結(jié)合力，原子間結(jié)合越高，則彈性決定材料強(qiáng)度的最基本因素是分子間結(jié)合力，原子間結(jié)合越高，則彈

19、性模量、熔點(diǎn)就越高。模量、熔點(diǎn)就越高。理論斷裂強(qiáng)度：在外加正應(yīng)力作用下，將晶體的兩個(gè)原子面沿著垂直于理論斷裂強(qiáng)度：在外加正應(yīng)力作用下，將晶體的兩個(gè)原子面沿著垂直于外力方向拉斷所需的應(yīng)力。外力方向拉斷所需的應(yīng)力。代表晶體在彈性狀代表晶體在彈性狀態(tài)下的最大結(jié)合力，態(tài)下的最大結(jié)合力，即即理論斷裂強(qiáng)度理論斷裂強(qiáng)度17xm2sin正弦曲線正弦曲線xx22sin若原子位移很小，則若原子位移很小，則xm20aExE 彈性條件下的胡克定律，彈性條件下的胡克定律，當(dāng)原子位移很小時(shí)當(dāng)原子位移很小時(shí)原子間平衡距離原子間平衡距離02aEm18 由于形成單位裂紋表面外力所做的功等于由于形成單位裂紋表面外力所做的功等于-

20、x曲線下所包圍的面積，則：曲線下所包圍的面積，則：mmdxxU2sin2/00而晶體脆性而晶體脆性斷裂斷裂時(shí)所消耗的功時(shí)所消耗的功=兩個(gè)新表面的兩個(gè)新表面的表面能表面能（ s），則：），則：sm202aEm(上頁推導(dǎo)出來的上頁推導(dǎo)出來的)210aEsm 理想晶體脆性（解理）斷裂的理論斷裂強(qiáng)度理想晶體脆性（解理）斷裂的理論斷裂強(qiáng)度196、斷裂強(qiáng)度的裂紋理論（、斷裂強(qiáng)度的裂紋理論（Griffith公式）公式） 為了解釋為了解釋玻璃、陶瓷玻璃、陶瓷等脆性材料斷裂強(qiáng)度的理論值和實(shí)際值的巨大差異，等脆性材料斷裂強(qiáng)度的理論值和實(shí)際值的巨大差異， A.A. Griffith（1921年）年）根據(jù)斷裂中系統(tǒng)根

21、據(jù)斷裂中系統(tǒng)能量平衡（還有應(yīng)力平衡）能量平衡（還有應(yīng)力平衡）原理，計(jì)原理，計(jì)算出裂紋自動(dòng)擴(kuò)展時(shí)的應(yīng)力值，即計(jì)算了裂紋體的強(qiáng)度。算出裂紋自動(dòng)擴(kuò)展時(shí)的應(yīng)力值，即計(jì)算了裂紋體的強(qiáng)度。 能量平衡原理能量平衡原理：由于存在裂紋（由于存在裂紋（前提前提），系統(tǒng)的），系統(tǒng)的彈性能降低彈性能降低，勢(shì)必與因存，勢(shì)必與因存在裂紋而在裂紋而增加的表面能增加的表面能相平衡。如果相平衡。如果彈性能降低彈性能降低足以滿足足以滿足表面能增加表面能增加之需要時(shí)之需要時(shí)（即彈性能除了轉(zhuǎn)化為表面能，彈性能還應(yīng)該會(huì)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能即彈性能除了轉(zhuǎn)化為表面能，彈性能還應(yīng)該會(huì)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能/動(dòng)能動(dòng)能），裂紋），裂紋就會(huì)就會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展失穩(wěn)擴(kuò)展，引

22、起脆性破壞。，引起脆性破壞。20 單位面積的彈性能：單位面積的彈性能：2/2Ea 為裂紋半長度為裂紋半長度系統(tǒng)釋放的彈性能（彈性理論計(jì)算）系統(tǒng)釋放的彈性能（彈性理論計(jì)算）: EaUe22 如果在板的中心預(yù)制一垂直于應(yīng)力如果在板的中心預(yù)制一垂直于應(yīng)力、長度為、長度為2a的裂的裂紋（紋（右圖右圖），則原來彈性拉緊的平板就要釋放彈性能。），則原來彈性拉緊的平板就要釋放彈性能。裂紋形成時(shí)產(chǎn)生新表面需要提供的表面能裂紋形成時(shí)產(chǎn)生新表面需要提供的表面能: ssaU4平衡條件：平衡條件：0)4()(22aaEaAUUaUsSeT則裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的臨界應(yīng)力：則裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的臨界應(yīng)力：212aEScGriffith公式公式無限寬薄板受拉應(yīng)力無限寬薄板受拉應(yīng)力2/102/1f2cE217、斷裂理論的意義、斷裂理論的意義dkGysc2金屬材料屈服時(shí)產(chǎn)生解理斷裂的判據(jù)：金屬材料屈服時(shí)產(chǎn)生解理斷裂的判據(jù)：sc21dkyis屈服強(qiáng)度與晶粒尺寸（直徑）關(guān)系：屈服強(qiáng)度與晶粒尺寸（直徑）關(guān)系：syyiGkkd2)(21qGkkdsyyi2)(2