经典强度理论与断裂力学强度理论的比较
经典强度理论
断裂准则： f/n
断裂强度理论
K1 = （ c )½ K1c
有一构件，实际使用应力为1.30GPa,有下列两种钢供选： 甲钢： f =1.95GPa, K1c =45MPa· 1/2 m
乙钢： f =1.56GPa,
K1c =75MPa· 1/2 m
传统设计：甲钢的安全系数: 1.5， 乙钢的安全系数 1.2 断裂力学观点： 设最大裂纹尺寸为1mm，计算得Y=1.5 甲钢的断裂应力为: 乙钢的断裂应力为: 1.0GPa 1.67GPa P51
2.4 应力场强度因子和平面应变断裂韧性
结构件不可避免的存在宏观裂纹，结构件在低应力下脆 性破坏正是由微裂纹导致的。(P47)
2.4.1 裂纹扩展方式裂纹模型根据固体的受力态和形变方式，分为三种基本的裂
纹模型，其中最危险的是张开型(掰开型)，是低应力断裂的主 要原因。一般在计算时，按最危险的计算。
由 yy =K1/(2r)1/2 A = yy A = 2 (c/)1/2 （见2.3节） K1 =Yc1/2 K1是反映裂纹尖端应力场强度的强度因子。 Y为几何形状因子，和裂纹型式、试件几何形状有关。 可得
求K1的关键在于求Y
2.4.4 临界应力场强度因子及断裂韧性
临界应力强度因子K1C （平面应变断裂韧性）：当K1随着 外应力增大到某一临界值，裂纹尖端处的局部应力不断增 大到足以使原子键分离的应力f，此时，裂纹快速扩展并 导致试样断裂。 因此，需要满足 K1=Y c1/2 ≤K1c
掰开型 I型
错开型 II型
撕开型 III型
实 验 总 结
裂纹长度与断裂应力的关系
c=Kc-½
K为与材料、试件尺寸、形状及受力状态等有关的系 数。当=c或K=cc1/2时，材料立即断裂。
2.4.2 裂纹尖端应力场分析
ij= K1/(2r)1/2f ij ()
P49
——裂纹尖端附近应力与各个参数的关系（ 强调的是数 值关系，试样未必断裂）
其中，K1为与外加应力、裂纹长度c、裂纹种类和受 力状态有关的系数，称为应力场强度因子，其下标表
示是I型扩展类型，单位是Pa· 1/2。 m
在r<<C处，即为裂纹尖端处的一点， →0， 得：
yy =K1/(2r)1/2
此时，使裂纹扩展的主要动力是 yy
2.4.3 应力场强度因子及几何形状因子