材料的斷裂韌度及其測試

  無缺陷材料（光滑試樣）的其強度指標可由屈服應力、拉伸應力或疲勞極限來表達。當材料中存在缺陷時，強度隨缺陷的增大而降低，強度特征由應力與缺陷尺寸某種函數組合來描述。

    需要特別注意的是，帶缺陷試樣的強度指標與響應的光滑試樣的強度指標并不總是成比例關系。如圖5-1所示，A鋼球滑試樣的拉伸強度較B鋼大，但在相同缺陷尺寸下，A鋼強度一般比B鋼強度要低。所以在設計時，盡管采用了強度較高的材料（A鋼），如果材料中本身存在缺陷，或在使用過程中形成裂紋。那么，機器部件反而容易發生斷裂，這一點應當銘記在心。

    裂紋是以材料中的缺陷為起點而形成的，并隨著載荷的增加而擴展、增大，zui終導致材料斷裂。在此過程中，材料抵抗斷裂的能力稱為斷裂韌度。

    試樣中存在裂紋或缺陷時，以此為起點發生的斷裂，與圖1-2所示沒有本質區別。在有裂紋或缺陷時，由于存在力學約束，脆性斷裂更容易發生，材料抵抗斷裂的能力可以由斷裂韌度進行定量評估。對于純金屬，即使存在裂紋，在發生顯著的塑性變形后，裂紋極度鈍化，力學約束消失，斷裂韌度非常高，因此，純金屬斷裂韌度的評估沒有太大的必要。

圖：帶缺陷材料的強度特性