2021-07-26 13:40
断裂力学理论是基于材料本身存在着缺陷或裂纹这一事实，以变形体力学为基础，研究含缺陷或裂纹的扩展、失稳和止裂。通过对断口定量分析得出构件在实际工作中的疲劳裂纹扩展速率(适用较广泛的是Paris疲劳裂纹扩展速率公式)，合理地对零部件进行疲劳寿命估算，确定构件形成裂纹的时间，评价其制造质量，有利于正确分析事故原因。事实上这种方法解决了工程中许多灾难性的低应力脆断问题，弥补了常规设计方法的不足，现已成为失效分析的重要方法之一。
疲劳断裂是结构零部件失效的主要模式。据统计，由于结构部件失效导致的重大事故中的85%-90%与疲劳断裂有关。根据断裂力学的观点，金属结构件的疲劳破坏是由于主裂纹扩展到临界尺寸而造成的，结构的寿命取决于结构危险部位裂纹的萌生与扩展。
该方法将疲劳断裂过程分为三个阶段：
一是构件在交变力作用下产生初始裂纹(初始裂纹定义至今仍无统一标准，习惯上为0.5-1mm);
二是裂纹开始扩展，以致产生较大宏观裂纹;
三是裂纹急剧扩展，迅速导致破坏，它的寿命往往很短，称瞬间断裂寿命，工程上不予考察。
按裂纹产生的时间，又可将第一阶段定义为始裂寿命，第二阶段定义为裂纹扩展寿命(习惯上称剩余寿命)。对寿命的度量一般以经历的循环荷载的次数来表示。该理论认为，疲劳极限是客观存在的，也就是说，当构件承受的循环荷载幅值小于该构件材料的疲劳极限时，该构件不可能因产生裂纹导致破坏，即从疲劳寿命角度考察其寿命是无限的。此外疲劳寿命不仅与循环载荷幅值和材料物理、化学特性有关，还与载荷的变化频率有关，故疲劳寿命有高周疲劳与低周疲劳之分。
前述名义应力法、局部应力一应变法等均是研究始裂寿命。而剩余寿命的研究，则较复杂。目前是一个热点问题，工程界尚未提出普遍接受的评估手段。
近年来，断裂力学理论得到了长足的发展，但是它还很不完善，断裂失效的机理还不是十分清楚，所以要应用该理论得出简单而准确可靠的疲劳寿命预测计算式还有待时日。
气候环境实验
机械环境实验
移动产品验证