《材料物理性能》课程教学课件（PPT讲稿）第二部分 材料的断裂

对于材料中存在的微裂纹来说，其尺寸一般都远远大于端部的曲率 半径： Orowan:注意到实际材料 04= 2 p 中裂纹端部的曲率半径p 是很小的，可以认为其 近似等于原子间距a

2 A c     对于材料中存在的微裂纹来说，其尺寸一般都远远大于端部的曲率 半径： c   Orowan注意到实际材料 中裂纹端部的曲率半径ρ 是很小的，可以认为其 近似等于原子间距a 2 A c a   

。当：04=2a Ey 0h=2 裂纹就被拉开而扩展，使裂纹长度C增大，导致σ更大，如此恶 性循环，材料很快断裂。 ·实际断裂强度σ。 EY 临界情况σ=O。 0。= Ey 4c

2 A c a    = l 当： 裂纹就被拉开而扩展，使裂纹长度C增大，导致σA更大，如此恶 性循环，材料很快断裂。 l 实际断裂强度c c c E E c c 4 2          临界情况  

裂纹的存在使得实际材料的断裂强度σc低于理论结合强oh。 裂纹扩展条件为： ●实际材料中存在的微裂纹或缺陷端部处的应力状态比Inglis所 考虑的椭圆孔的情况要复杂得多。因此，Griffith的微裂纹理 论是从能量的角度出发研究裂纹扩展条件的

2 c E a a    l 裂纹的存在使得实际材料的断裂强度σC低于理论结合强σth。 裂纹扩展条件为： l 实际材料中存在的微裂纹或缺陷端部处的应力状态比Inglis所 考虑的椭圆孔的情况要复杂 得多。因此，Griffith的微裂纹理 论是从能量的角度出发研究裂纹扩展条件的

2、Griffith的理论推导 裂纹的存在使得实际材料的断裂强度σc低于理论结合强·h Griffith从能量平衡的观点出发，认为 外力力做功 裂纹扩展的条件是：物体内储存的弹性 应变能的减小大于或等于开裂形成两个 新表面所需增加的表面能。反之，裂纹 弹性应变能 不会扩展。即物体内储存的弹性应变能 的是裂纹扩展的动力 断裂时形成表面能

2、Griffith的理论推导 裂纹的存在使得实际材料的断裂强度σC低于理论结合强σth Griffith从能量平衡的观点出发，认为 裂纹扩展的条件是：物体内储存的弹性 应变能的减小大于或等于开裂形成两个 新表面所需增加的表面能。反之，裂纹 不会扩展。即物体内储存的弹性应变能 的是裂纹扩展的动力 外力力做功 弹性应变能 断裂时形成表面能

有弹性理论可知， 平面应力状态下 E 应变能的降低为： +△/ 平面应变状态下 。=(1-2) 应变能的降低为： 产生长度为2c,厚度为1的裂纹，生 成两个新的表面，需要的能量为： Ws 4CY

有弹性理论可知, 平面应力状态下 应变能的降低为： E c We 2 2    平面应变状态下 应变能的降低为： E c We u 2 2 2 (1 )     产生长度为2c，厚度为1的裂纹，生 成两个新的表面，需要的能量为: l+△l