斷裂韌度
斷裂韌度名詞解釋
在彈塑性條件下，當應力場強度因子增大到某一臨界值，裂紋便失穩(wěn)擴展而導致材料斷裂，這個臨界或失穩(wěn)擴展的應力場強度因子即斷裂韌度。它反映了材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展即抵抗脆斷的能力，是材料的力學性能指標，是材料強度和韌性的綜合體現(xiàn)。它與裂紋的大小，形狀，外加應力等無關，主要取決于材料的成分、內部組織和結構。
一般認為零件在許用應力下工作是安全可靠的，既不會發(fā)生塑性變形，更不會斷裂。但實際情況卻并不總是如此，有些高強度鋼制造的零件和中低強度鋼制造的大型零件，往往在工作應力遠低于屈服強度時發(fā)生脆性斷裂。這種在屈服強度以下的脆性斷裂稱為低應力斷裂。
試驗研究表明，大量的低應力脆性斷裂和機件的內部存在微裂紋有關。因此，這些微裂紋在外力作用下是否易于擴展及擴展速度的快慢，成為了材料抵抗低應力脆斷的一個重要指標。
根據(jù)應力和裂紋擴展的取向不同，裂紋擴展可分為張開型（Ⅰ型），滑開型（Ⅱ型），撕開型（Ⅲ）三種基本形式。在實踐中，三種裂紋擴展形式中以張開型ZUI危險，ZUI容易引起脆性斷裂。
以Ⅰ型為例，當材料受外力作用時，裂紋尖端附件會出現(xiàn)應力集中，形成一個裂紋尖端的應力場，反應這個應力場強弱程度的有關參量稱為應力場強度因子KⅠ，單位Mpa·m1/2，下標Ⅰ表示Ⅰ型裂紋強度因子，KⅠ越大，應力場的應力值也越大。
KⅠ=Yσ√a（√為根號）
式中：Y是與裂紋形狀、加載方式以及試樣尺寸有關的量。是個無量綱的系數(shù)，一般Y為1~2；σ是外加拉應力，單位為Mpa；a是裂紋長度的一半，單位為m
當外加拉應力逐漸增大或裂紋逐漸擴展時，裂紋尖端的應力強度因子隨之增大，故應力場也隨著增大，當增大到某一臨界值時，就能使裂紋擴展，ZUI終使得材料斷裂。這個應力強度因子 KⅠ 的臨界值就稱為斷裂韌度， KⅠc表示。
斷裂韌度是用來反映材料抵抗脆性斷裂能力的性能指標。根據(jù)應力強度因子 KⅠc和斷裂韌度 KⅠc 的相對大小，可判斷含裂紋的材料在受力時裂紋是否會擴展而導致斷裂。
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