裂能Gc表示。 其物理意义为单位面积材料撕裂所消耗能量。
定量关系式： Gc=Ub*d
说明：
1、Thomas提出定量关系式，Gc与裂纹的尖锐度有关。 2、试验证明Ub几乎不受外界影响，Gc在一定范围内，也 可视为常数。 3、关系式说明裂纹生长过程实质是裂纹变钝过程。
能量密度Ub一般可视为常数， 不受外界条件影响。
d--裂纹尖端直径,表征裂纹锐度
撕裂机理
局部单元撕裂其本质为线弹性断裂力学现象
Griffith理论
能量平衡理论 拉伸储存的弹性应变能释放
Irwin理论
应力强度理论 材料所受应力
产生新裂纹表面所需消耗的能量
材料承受应力
释放形变能，撕裂引发 储存形变能，累计至撕裂引发能
受力，发生弹性变形
撕裂引发
撕裂
撕裂生长 撕裂引发后 受力，弹性形变 储存形变能，累计至撕裂生长能 释放形变能，裂纹生长
撕裂机理
弹性体疲劳失效现象
弹性体材料受力一定程度后，弹性失效而材料遭到破坏。 Lake和Lindley对此现象做出以下解释：（能量方面） 弹性体撕裂生长过程中，弹性体材料具有一个最小撕裂能T0，低于T0，材 料不会发生撕裂。弹性体撕裂包括下列3个阶段：
1
2
3
T0
材料发生形变， 储存形变能至 T0，此时能量 得以释放，裂 纹增长且表面
多用Ring II of DIN53504，两切口对立分布 在内部边缘。测试时不旋转。
Goodrich-Winkelmann
撕裂的分类
（2）、按撕裂方式的不同可以分为： I 直接撕裂 II垂直撕裂
III成角度撕裂（取决于合应力）
撕裂的分类
（3）按撕裂后的形状分
a
b
cknotty撕裂sawtoth撕裂DIN53507
Semperit-Probe
a类试样：（沿切口方向进行撕裂，外力作用于部分试样）
规格类型
撕裂方式
备注说明
使用早于DIN53507，试样 便于狭口设备夹持。
切口在条形试样前部中心， 撕裂时垂直切口90°撕裂。
区别于DIN53507，主要用 于硫化后试样检测。
Trousers-Probe (裤型试样)
厚度较薄2mm，切口垂直于长度方向，由 薄刀片裁制而成。
剪切试样 （Shear testpiece）
试样较宽，狭口宽度上夹持撕裂，适用于 撕裂能的测试。
代尔夫特试样 （Delft testpiece）
直角撕裂试样 （Angle testpiece）
新月形撕裂试样 （Crescent testpiece）
核心：材料承受不了此方向应力，则该位置上结构遭破坏被撕裂。
❖ 瑕疵累积说：
C.M.Roland等人认为当材料被拉伸后，会存在很多微观裂纹（或材 料本身存在）。而裂纹的生长是由许多微观裂纹衍生出来的，并不是所加 应力直接作用的结果。
微观裂纹
宏观裂纹
撕裂路线杂乱无规
另外，可反映出材料本身瑕疵（裂纹尖端周围环境）是影响撕裂强度之一。 反映出撕裂的复杂性。
撕裂的分类
（1）按照撕裂生长决定因素分类：
a.由外界施加的拉伸或撕裂速度决定裂纹的生长速度的撕裂---撕裂 降低内应力，使内外应力趋于平衡。
b.裂纹在受力下，自发进行生长的撕裂---结构中应力达到某承受临 界点自发断裂生长。按此方法，撕裂试样分为以下两类：
撕裂的分类
试样名称 Fan testpiece （扇形试样）
生长。之后应力迅速降低，撕裂停止。 此时裂纹尖端应力也得到释放，应力
当材料再次被拉伸，材料再次取向， 降低，撕裂停止。再次被拉伸时，再
上述撕裂过程重复进行。从而获得上 次一定程度取向，上述撕裂过程再次
述Knotty撕裂。
重复进行,从而获得saw-tooth撕裂。
平滑撕裂
当外界拉伸速度较快时，材 料来不及取向，整个撕裂过 程的完成就在同一个力下完 成。 拉伸试样的两狭口距离非常 近的时候会出现的一种撕裂； 裤型撕裂等经常出现。
Marzetti (马泽蒂试样)
Greensmith、Thomas试验 用试验，厚度仅1
撕裂的分类
试样名称
Fan testpiece （扇形试样）
a类试样：（沿切口方向进行撕裂，外力作用于部分试样）
规格类型
撕裂方式
备注说明
使用早于DIN53507，试样 便于狭口设备夹持。
DIN53507
切口在条形试样前部中心， 撕裂时垂直切口90°撕裂。
Semperit-Probe
区别于DIN53507，主要用 于硫化后试样检测。
Trousers-Probe (裤型试样)
Marzetti (马泽蒂试样)
Greensmith、Thomas试验 用试验，厚度仅1
撕裂的分类 b类试样:（切口与拉伸方向垂直，外部应力作用于整个试样）
名称
试样规格
备注说明
条形试样 （strip testpiece）
形成主要是低拉伸速度下，分子链发 拉伸速度升至一定后，分子链取向、
生充分取向，在拉伸方向的抗撕裂能 不充分，则撕裂生长所需要的力也有
力增强（需获得更大的力进行撕裂生 一定程度的增加。裂纹在微撕裂后，
长），裂纹在微撕裂后，撕裂生长发 撕裂生长发生一定程度的偏转（30°-
生大偏移，沿着分子链方向进行裂纹 50°），沿分子链方向进行裂纹生长。
粗糙
T
持续周期进 行，裂纹逐渐
增大
Tc
裂纹切口足够 大，形变能达 到Tc.裂纹生长 既快且光滑。
撕裂机理
❖ 现象：撕裂路线杂乱无章 ❖ Irwin理论解释撕裂过程：
当弹性体材料受力后，在材料结构中产生应力，若在该应力方向上，所 受力结构承受不了此应力（高于该结构所能承受的最大应力），则发生撕 裂破坏。内部结构的复杂性与内部应力分布的共同作用，最终导致无规则 的撕裂路线。
橡胶撕裂综述
大冢材料科技（上海)有限公司 青岛创智恒业新材料有限公司
内容
➢橡胶撕裂定义 ➢撕裂机理 ➢撕裂的分类 ➢影响撕裂因素 ➢常见橡胶的撕裂 ➢提高撕裂的配合方法 ➢相关技术发展
橡胶撕裂定义
撕裂：是橡胶等弹性体材料中的裂纹，由于受力而
导致裂纹扩大的现象。过程中会伴有大的弹性形变。
撕裂强度：表征材料抵抗撕裂的能力，用撕
环形撕裂试样 Ring testpiece of Pohle
Nijveld发明使用，切口在试样中部，垂直 于试样长轴。
目前试验室使用较多，其凹处为直角，有 有切口和无切口之分。(ASTM D 624 Method C)
直角撕裂的普及，涵盖较多撕裂情况，切 口在凹处中心内边缘。（ASTM D 624 Method B有介绍）