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断裂应力与裂纹深度的平方根成反比。

　　裂纹尺寸与断裂强度的关系

　　构件断裂时名义应力的大小与结构内部的裂纹尺寸和形状有关。如:用带有不同深度的表面裂纹的高强材料试样作拉伸试验可得裂纹深度与实际断裂强度的关系，证明其断裂应力与裂纹深度的平方根成反比。

　　对应于一定的裂纹尺寸，存在一个临界的应力值，只有当外界作用所致应力大于此临界应力时裂纹才扩展，造成断裂，小于此值时裂纹将是稳定的，不能扩展。对应于一定的应力值，存在一个临界的裂纹深度 ,当裂纹深度小于此值时，裂纹是稳定的。裂纹愈深，材料的临界断裂应力愈低，用于试样上的应力愈大，裂纹的临界尺寸愈小。带裂纹的构件只要裂纹达不到临界尺寸，或裂纹尺寸一定时，只要应力不大于临界应力，都是安全的。所以，盲目地追求高强度材料，并不一定能保证安全可靠，而具有足够的断裂韧性才是防止脆断的根本保证。

断裂力学分析是以线弹性理论为基础的，只适用于纯线弹性裂纹

　　应力场强度分析与断裂韧性

　　为了对裂纹尖端应力进行分析，定义了三种基本应力场，每一种应力场都与裂纹变形的特殊方式有关。

　　1、裂纹张开型，这时裂纹的两个表面直接分离，

　　2、边缘滑开型或正向滑开型。它表现为裂纹的两个表面沿垂直于裂纹前缘方向相互滑移。

　　3、是侧向滑开型或撕开型，亦称平行剪切型，它们的特征是两个裂纹表面在平行于裂纹前缘的方向上相互滑移。

　　将这三种基本型式叠加，就可以完整地描述局部裂纹尖端变形和应力场的最一般的三维情况。三种基本型中最危险也是较常见的是张开型裂纹。

　　断裂力学分析是以线弹性理论为基础的，只适用于纯线弹性裂纹体，但大多数金属材料都会由于应力集中而在裂纹尖端形成一定的塑性变形区。若这个塑性区的尺寸比裂纹长差一个数量级称为小范围屈服问题，工程中一般仍用线弹性理论计算应力强度因子，但应考虑塑性区的影响，对应力强度因子进行必要的修正，修正后仍奇用线弹性断裂力学理论进行计算，修正方法有多种，最常用的是等效模型法。

按等效裂纹的办法对线弹性分析的结果加以修正

　　弹簧等效裂纹长度与弹簧应力强度因子的修正

　　弹簧塑性区的存在和应力松弛的结果，使弹簧裂纹尖端的应力场发生了变化，弹簧应力强度因子也因此有所改变，它致使弹簧裂纹前端的实际位移比按弹性理论计算的位移要大，这相当于一个比实际裂纹长的裂纹的情况。为了在小范围屈服情况下使用线弹性理论计算的结果，可按等效裂纹的办法对线弹性分析的结果加以修正，得到修正后的应力强度因子，再用线弹性力学理论进行计算。

弹簧裂纹开裂以后，将有一段明显的亚临界扩展阶段

　　弹簧弹塑性断裂力学

　　弹簧弹性断裂力学只适用于小范围屈服问题，应用于高强材料是有效的。但工程实际中，用中低强度材料制成的弹簧的裂纹尖端将发生大范围屈服或全屈服，塑性区尺寸可达与裂纹长度相同的数量级，断裂发生在接近屈服应力的时刻，在这种情况下，线弹性断裂力学的结论即使作了塑性区修正也不再适用。

　　弹簧弹塑性断裂与弹簧脆性断裂的断裂过程是不同的。弹簧裂纹开裂以后，将有一段明显的亚临界扩展阶段，只有达到一定长度后，才发生失稳扩展和断裂，脆性断裂就没有明显的亚临界扩展阶段，裂纹的开裂与失稳几乎是同时发生的。

断裂沿一定的晶面延伸，断裂处有河流形态，但撕裂边缘产生较大的塑性变形

　　这种断裂常见于片状马氏体、回火马氏体和贝氏体组织的钢中。断口形貌与解理断口相似。断裂沿一定的晶面延伸，断裂处有河流形态，但撕裂边缘产生较大的塑性变形。塑性变形大于解理断裂，小于韧性断裂。这种断裂称为准解理断裂，是一种脆性穿晶断裂。

　　高强度钢经热处理后回火马氏体或次贝氏体组织可能发生准解理断裂。断口多为棒状断口：韧窝为准解理断口，随着试验温度的降低，准解理断口天数所占比例增大。中、低碳合金结构钢经调质后，室温下的断裂主要为韧窝型，有准解理或沿晶断裂，随着试验温度的降低，准解理或沿晶断裂的比例增大。奥氏体不锈钢、低温铸钢和铝合金也可能发生准解理断裂。