破壊力学
英語名(Crack Tip Opening Displacement)の頭文字をとってCTODとも。き裂先端部が塑性変形するとき、先端部は開口する。その開口幅δをき裂の応力・ひずみを表す破壊力学パラメータとして使用でき、現在応力拡大係数をその場で測定可能にしている概念である。
δについても応力拡大係数Kの場合と同じように、脆性破壊の限界値をδcを測定することが出来る。日本では日本溶接協会規格WES1108による規定がある。
破壊力学は第一次世界大戦中にイギリスの航空エンジニアアラン・アーノルド・グリフィス(英語版)が、脆性材料(ガラスやセラミックスなど)の破損を説明するために発展させた。グリフィスの仕事は次の2つの矛盾した事実に動機づけられたものだった:
バルクのガラスを破壊するために必要な応力は約100MPaである。
原子間の結合を切るために理論上必要な応力は約10000MPaである。
これらの競合する観測結果の帳尻を合わせる理論が求められていたのである。 また、グリフィス自身が行なったガラスファイバーの実験から、破壊するために必要な応力はファイバーの直径が減少するほど大きくなることが示唆された。 グリフィスの登場以前は、一軸引張強度が広範囲に材料の破壊を予測するために使われていたが、これは試料に依存しない材料特性としては使えなかった。 グリフィスは、実験で観測された理論上の予測値より低い破壊強度と大きさに依存した破壊強度は、バルク材料のミクロスケールのき裂によるものだと提案した。
このき裂によるという仮説を検証するため、グリフィスは彼の実験のグラス試料に人工的なき裂を導入した。 この人工的なき裂は、試料表面の他のき裂に比べて非常に大きいものとした。