断裂韧性 断裂韧性Fracture toughness在材料科学中是指物体断裂时尖锐裂纹的扩展突然变得迅速而无限制此时的临界应力强度因子断裂韧性反映了结构阻止宏观裂纹失稳扩展能力是结构抵抗裂纹脆性扩展的参数它和材料本身特性结构几何形状以及裂纹形状相关部件的厚度会影响裂纹尖端的约束条件薄部件具有平面应力条件厚部件具有平面应变条件平面应变条件下可以求得与材料特性相关的最低断裂韧性值I型加载下的应力强度因子的临界值称为平面应变断裂韧性记为 K Ic displaystyle KtextIc 当未能满足厚度等确保平面应变条件的测试要求时测得的断裂韧性值以 K c displaystyle Ktextc 表示断裂韧性是表征材料抗裂纹扩展能力的定量方法给定材料的标准值一般都适用 缓慢的自主裂纹扩展称为应力腐蚀裂纹可能发生在超出 K Iscc displaystyle KtextIscc 阈值或低于 K Ic displaystyle KtextIc 的腐蚀环境中疲劳裂纹扩展过程中也可能会出现裂纹扩展的小增量重复加载循环后裂纹会逐渐扩展直至超过断裂韧性而最终失效 一般用于表征断裂韧性的参数有J积分应力强度因子K的临界值断裂韧性用于大型的结构如船体的断裂事件研究大型结构往往在很低强度的情况下发生断裂为了解决这个问题发明了表征脆性断裂的应力强度因子K后又发展出了J积分进而产生了T参数Q参数等表征应力场非标准特性差的参数 KYσπa