第三章 应力强度因子 断裂发生时在裂纹端点要释放出多余的能量,因此, 裂端区的应力场和应变场必然与此裂端的能量释放率有关 。若裂端应力应变场的强度(intensity)足够大,断裂即 可发生,反之则不发生。因此,得到裂端区应力应变场的 解析解是个关键。 近代断裂力学是用弹性力学的解析方法来完成这一工 作的,而这些解析法需要用高深的数学工具,这对于初次 接触断裂力学的读者来说,是比较困难的。因此,本章只 给出一些主要的概念和结果,并介绍一些工程近似方法。 3-1裂纹的基本型 一般将裂纹问题分为三种基本型,如图所示 张开型 滑移型 撕裂型 裂纹基本型 第一种称为张开型(opening mode)或拉伸型(tension mode),简称I型。其裂纹面的位移方向是在使裂纹张开的裂纹面 法线方向(y方向)。它通常发生在载荷和几何形状对称于裂纹平面 的情形,例如Griffith裂纹是I型裂纹,其裂纹的扩展方向是正前 方(x方向)。若物体是均匀厚度的平板,裂纹贯穿板厚,则问题 是二维的(平面问题);若物体不是平板或者裂纹没有贯穿板厚 ,则是三维问题。许多工程上常见的断裂都是I型裂纹的断裂,这 也是