破壊力学
彼の実験によると、き裂の長さ a {\displaystyle a} の2乗根と破断応力 σ f {\displaystyle \sigma _{f}} はほぼ一定で、次の式で表される:
σ f a ≈ C {\displaystyle \sigma _{f}{\sqrt {a}}\approx C}
線形弾性理論の観点からのこの関係の説明には問題がある。 線形弾性理論によると、線形弾性体材料の尖ったき裂の先端における応力(すなわち、引っ張り)は無限大になることが予測されるのである。 この問題を避けるため、グリフィスは熱力学的アプローチを構築し、彼の観測した関係の説明した。
き裂の成長には新しい2つの表面の生成、すなわち表面エネルギーの増大が要求される。 グリフィスは弾性体平板の有限のき裂の弾性の問題を解くことで、表面エネルギーを用いた定数 C {\displaystyle C} の表現を発見した。 そのアプローチは端的には、
ある一軸引張負荷が加えられた理想材料に蓄えられる位置エネルギーを求める。
境界で加えられた負荷が仕事をしないように補正し、き裂を材料へ導入する。