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断裂力学-线弹性理论
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弹性力学英语词汇 (直接复制)
elasticity
theory of elasticity
均匀应力状态
homogeneous state of stress
应力不变量
stress invariant
应变不变量
strain invariant
strain ellipsoid
均匀应变状态
homogeneous state of
应变协调方程
equation of strain
compatibility
Lame constants
各向同性弹性
isotropic elasticity
rotating circular disk
开尔文问题
Kelvin problem
布西内斯克问题
Boussinesq problem
艾里应力函数
Airy stress function
克罗索夫--穆斯赫利什维利法
Muskhelishvili method
基尔霍夫假设
Kirchhoff hypothesis
Rectangular plate
Circular plate
Annular plate
Corrugated plate
Stiffened plate,reinforced
Plate of moderate thickness
弯应力函数
Stress function of bending
Shallow shell
Revolutionary shell
Spherical shell
Cylindrical shell
Conical shell
Toroidal shell
Closed shell
Corrugated shell
扭应力函数
Stress function of torsion
Warping function
semi-inverse method
瑞利--里茨法
Rayleigh-Ritz method
Relaxation method
Levy method
Relaxation
Dimensional analysis
self-similarity
Influence surface
Contact stress
Hertz theory
Conforming contact
Sliding contact
Rolling contact
Indentation
各向异性弹性
Anisotropic elasticity
Granular material
Mechanics of granular media
Thermoelasticity
Hyperelasticity
Viscoelasticity
Correspondence principle
塑性全量理论
Total theory of plasticity
非线性弹性
Nonlinear elasticity
Large deflection
snap-through
Finite deformation
Green strain
阿尔曼西应变
Almansi strain
弹性动力学
Dynamic elasticity
Equation of motion
Quasi-static
Aeroelasticity
Hydroelasticity
Elastic wave
Simple wave
Cylindrical wave
水平剪切波
Horizontal shear wave
竖直剪切波
Vertical shear wave
Irrotational wave
Distortion wave
Dilatation wave
Rayleigh wave
Equivoluminal wave
Interfacial wave
edge effect
Plasticity
Formability
Metal forming
Crashworthiness
结构抗撞毁性
Structural crashworthiness
Collapse mechanism
Springback
Perforation
Theory of plasticity
Shake-down theory
运动安定定理
kinematic shake-down theorem
静力安定定理
Static shake-down theorem
率相关理论
rate dependent theorem
load factor
Loading criterion
Loading function
Loading surface
Plastic loading
塑性加载波
Plastic loading wave
Simple loading
Proportional loading
Unloading wave
Impulsive load
pulse load
limit load
nentral loading
instability in tension
acceleration wave
constitutive equation
complete solution
nominal stress
over-stress
true stress
equivalent stress
flow stress
stress discontinuity
stress space
主应力空间
principal stress space
静水应力状态
hydrostatic state of stress
logarithmic strain
engineering strain
equivalent strain
应变局部化
strain localization
strain rate
应变率敏感性
strain rate sensitivity
strain space
finite strain
塑性应变增量
plastic strain increment
累积塑性应变
accumulated plastic strain
permanent deformation
internal variable
strain-softening
理想刚塑性材料
rigid-perfectly plastic
刚塑性材料
rigid-plastic material
理想塑性材料
perfectl plastic material
材料稳定性
stability of material
应变偏张量
deviatoric tensor of strain
应力偏张量
deviatori tensor of stress
应变球张量
spherical tensor of strain
应力球张量
spherical tensor of stress
路径相关性
path-dependency
linear strain-hardening
strain-hardening
kinematic hardening
各向同性强化
isotropic hardening
strain-hardening modulus
power hardening
塑性极限弯矩
plastic limit bending
塑性极限扭矩
plastic limit torque
弹塑性弯曲
elastic-plastic bending
弹塑性交界面
elastic-plastic interface
弹塑性扭转
elastic-plastic torsion
Viscoplasticity
Inelasticity
理想弹塑性材料
elastic-perfectly plastic
limit analysis
limit design
limit surface
upper bound theorem
upper yield point
lower bound theorem
lower yield point
bound theorem
初始屈服面
initial yield surface
后继屈服面
subsequent yield surface
屈服面外凸性
convexity of yield surface
截面形状因子
shape factor of cross-section
sand heap analogy
yield condition
yield criterion
yield function
yield surface
plastic potential
能量吸收装置
energy absorbing device
能量耗散率
energy absorbing device
塑性动力学
dynamic plasticity
塑性动力屈曲
dynamic plastic buckling
塑性动力响应
dynamic plastic response
plastic wave
运动容许场
kinematically admissible
静力容许场
statically admissible
velocity discontinuity
slip-lines
slip-lines field
移行塑性铰
travelling plastic hinge
塑性增量理论
incremental theory of
Plasticity
米泽斯屈服准则
Mises yield criterion
普朗特--罗伊斯关系
prandtl- Reuss relation
特雷斯卡屈服准则
Tresca yield criterion
洛德应力参数
Lode stress parameter
莱维--米泽斯关系
Levy-Mises relation
亨基应力方程
Hencky stress equation
赫艾--韦斯特加德应力空间
Haigh-Westergaard
stress space
洛德应变参数
Lode strain parameter
德鲁克公设
Drucker postulate
盖林格速度方程
Geiringer velocity
structural mechanics
structural analysis
结构动力学
structural dynamics
three-hinged arch
parabolic arch
circular arch
space structure
space truss
earth pressure
earthquake loading
spring support
support displacement
support settlement
超静定次数
degree of indeterminacy
kinematic analysis
method of joints
method of sections
joint forces
conjugate displacement
influence line
三弯矩方程
three-moment equation
unit virtual force
stiffness coefficient
flexibility coefficient
moment distribution
力矩分配法
moment distribution method
力矩再分配
moment redistribution
distribution factor
矩阵位移法
matri displacement method
单元刚度矩阵
element stiffness matrix
单元应变矩阵
element strain matrix
global coordinates
Betti theorem
高斯--若尔当消去法
Gauss-Jordan elimination
buckling mode
复合材料力学
mechanics of composites
composite material
纤维复合材料
fibrous composite
单向复合材料
unidirectional composite
泡沫复合材料
foamed composite
颗粒复合材料
particulate composite
sandwich panel
cross-ply laminate
angle-ply laminate
cellular solid
Degradation
Delamination
fiber stress
ply stress
ply strain
interlaminar stress
specific strength
强度折减系数
strength reduction factor
强度应力比
strength -stress ratio
横向剪切模量
transverse shear modulus
横观各向同性
transverse isotropy
正交各向异
Orthotropy
shear lag analysis
chopped fiber
continuous fiber
fiber direction
fiber break
fiber pull-out
fiber reinforcement
Densification
最小重量设计
optimum weight design
网格分析法
netting analysis
rule of mixture
failure criterion
蔡--吴失效准则
Tsai-W u failure criterion
达格代尔模型
Dugdale model
fracture mechanics
概率断裂力学
probabilistic fracture
格里菲思理论
Griffith theory
线弹性断裂力学
linear elastic fracture
mechanics, LEFM
弹塑性断裂力学
elastic-plastic fracture
mecha-nics, EPFM
brittle fracture
cleavage fracture
creep fracture
ductile fracture
inter-granular fracture
准解理断裂
quasi-cleavage fracture
trans-granular fracture
Microcrack
elliptical crack
embedded crack
penny-shape crack
short crack
surface crack
crack blunting
crack branching
crack closure
crack front
crack mouth
裂纹张开角
crack opening angle,COA
裂纹张开位移
crack opening displacement,
crack resistance
crack surface
crack tip opening angle,
裂尖张开位移
crack tip opening
displacement, CTOD
裂尖奇异场
crack tip singularity
裂纹扩展速率
crack growth rate
稳定裂纹扩展
stable crack growth
定常裂纹扩展
steady crack growth
亚临界裂纹扩展
subcritical crack growth
crack retardation
crack arrest
arrest toughness
fracture mode
sliding mode
opening mode
tearing mode
mixed mode
tearing modulus
fracture criterion
J-integral
J-resistance curve
fracture toughness
应力强度因子
stress intensity factor
Hutchinson-Rice-Rosengren
conservation integral
有效应力张量
effective stress tensor
应变能密度
strain energy density
能量释放率
energy release rate
cohesive zone
plastic zone
stretched zone
heat affected zone, HAZ
延脆转变温度
brittle-ductile transition
tempe- rature
shear band
non-destructive inspection
双边缺口试件
double edge notched
specimen, DEN specimen
单边缺口试件
single edge notched
specimen, SEN specimen
三点弯曲试件
three point bending
specimen, TPB specimen
中心裂纹拉伸试件
center cracked tension
specimen, CCT specimen
中心裂纹板试件
center cracked panel
specimen, CCP specimen
紧凑拉伸试件
compact tension specimen,
CT specimen
大范围屈服
large scale yielding
小范围攻屈服
small scale yielding
韦布尔分布
Weibull distribution
帕里斯公式
paris formula
Cavitation
stress corrosion
概率风险判定
probabilistic risk
assessment, PRA
damage mechanics
连续介质损伤力学
continuum damage mechanics
细观损伤力学
microscopic damage mechanics
accumulated damage
brittle damage
ductile damage
macroscopic damage
microscopic damage
microscopic damage
damage criterion
损伤演化方程
damage evolution equation
damage softening
damage strengthening
damage tensor
damage threshold
damage variable
damage vector
damage zone
low cycle fatigue
stress fatigue
random fatigue
creep fatigue
corrosion fatigue
fatigue damage
fatigue failure
fatigue fracture
fatigue crack
fatigue life
fatigue rupture
fatigue strength
fatigue striations
fatigue threshold
alternating load
alternating stress
stress amplitude
strain fatigue
stress cycle
stress ratio
overloading effect
cyclic hardening
cyclic softening
environmental effect
crack gage
crack growth, crack
Propagation
crack initiation
cycle ratio
实验应力分析
experimental stress
active gage
backing material
stress gage
zero shift, zero drift
strain measurement
strain gage
应变指示器
strain indicator
strain rosette
应变灵敏度
strain sensitivity
机械式应变仪
mechanical strain gage
直角应变花
rectangular rosette
Extensometer
telemetering of strain
横向灵敏系数
transverse gage factor
横向灵敏度
transverse sensitivity
焊接式应变计
weldable strain gage
balanced bridge
粘贴式应变计
bonded strain gage
粘贴箔式应变计
bonded foiled gage
粘贴丝式应变计
bonded wire gage
bridge balancing
电容应变计
capacitance strain gage
compensation technique
compensation technique
reference bridge
电阻应变计
resistance strain gage
温度自补偿应变计
self-temperature
compensating gage
半导体应变计
semiconductor strain
应变放大镜
strain amplifier
疲劳寿命计
fatigue life gage
电感应变计
inductance&&gage
Photomechanics
Photoelasticity
Photoplasticity
Young fringe
双折射效应
birefrigent effect
contour of equal
Displacement
dark fringe
fringe multiplication
interference fringe
Isochromatic
应力光学定律
stress- optic law
主应力迹线
light fringe
optical path difference
photo-thermo -elasticity
光弹性贴片法
photoelastic coating
光弹性夹片法
photoelastic sandwich
动态光弹性
dynamic photo-elasticity
spatial filtering
spatial frequency
反射式光弹性仪
reflection polariscope
残余双折射效应
residual birefringent
应变条纹值
strain fringe value
应变光学灵敏度
strain-optic sensitivity
应力冻结效应
stress freezing effect
应力条纹值
stress fringe value
stress-optic pattern
暂时双折射效应
temporary birefringent
脉冲全息法
pulsed holography
透射式光弹性仪
transmission polariscope
实时全息干涉法
real-time holographic
interfero - metry
grid method
全息光弹性法
holo-photoelasticity
全息干涉法
holographic interferometry
全息云纹法
holographic moire technique
Holography
全场分析法
whole-field analysis
散斑干涉法
speckle interferometry
错位散斑干涉法
speckle-shearing
interferometry, shearography
Specklegram
白光散斑法
white-light speckle method
云纹干涉法
moire interferometry
moire fringe
moire method
moire pattern
离面云纹法
off-plane moire method
reference grating
specimen grating
analyzer grating
面内云纹法
in-plane moire method
脆性涂层法
brittle-coating method
strip coating method
transformation of
Coordinates
计算结构力学
computational structural
mecha-nics
加权残量法
weighted residual method
有限差分法
finite difference method
finite element method
point collocation
Ritz method
广义变分原理
generalized variational
最小二乘法
least square method
胡一鹫津原理
Hu-Washizu principle
赫林格-赖斯纳原理
Hellinger-Reissner
修正变分原理
modified variational
约束变分原理
constrained variational
mixed method
hybrid method
boundary solution method
finite strip method
semi-analytical method
conforming element
non-conforming element
mixed element
hybrid element
boundary element
强迫边界条件
forced boundary condition
自然边界条件
natural boundary condition
Discretization
discrete system
continuous problem
generalized displacement
generalized load
generalized strain
generalized stress
interface variable
node, nodal point
corner node
mid-side node
internal node
无节点变量
nodeless variable
bar element
truss element
beam element
two-dimensional element
one-dimensional element
three-dimensional element
axisymmetric element
plate element
shell element
thick plate element
triangular element
quadrilateral element
tetrahedral element
curved element
quadratic element
linear element
cubic element
quartic element
isoparametric element
super-parametric element
sub-parametric element
节点数可变元
variable-number-node element
拉格朗日元
Lagrange element
拉格朗日族
Lagrange family
巧凑边点元
serendipity element
巧凑边点族
serendipity family
infinite element
element analysis
element characteristics
stiffness matrix
geometric matrix
等效节点力
equivalent nodal force
nodal displacement
nodal load
displacement vector
load vector
mass matrix
集总质量矩阵
lumped mass matrix
相容质量矩阵
consistent mass matrix
damping matrix
Rayleigh damping
刚度矩阵的组集
assembly of stiffness
载荷矢量的组集
consistent mass matrix
质量矩阵的组集
assembly of mass matrices
单元的组集
assembly of elements
局部坐标系
local coordinate system
local coordinate
area coordinates
volume coordinates
curvilinear coordinates
static condensation
contragradient transformation
shape function
trial function
test function
weight function
spline function
substitute function
reduced integration
zero-energy mode
p-convergence
h-convergence
blended interpolation
等参数映射
isoparametric mapping
双线性插值
bilinear interpolation
patch test
非协调模式
incompatible mode
node number
element number
band width
banded matrix
变带状矩阵
profile matrix
带宽最小化
minimization of band width
frontal method
子空间迭代法
subspace iteration method
行列式搜索法
determinant search method
step-by-step method
quasi-Newton method
牛顿-拉弗森法
Newton-Raphson method
incremental method
initial strain
initial stress
切线刚度矩阵
tangent stiffness matrix
割线刚度矩阵
secant stiffness matrix
模态叠加法
mode superposition method
equilibrium iteration
Substructure
substructure technique
super-element
mesh generation
结构分析程序
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断裂力学之父：格里菲斯
上大学的时候，有一门材料力学课，那里边提到过格里菲斯（A.A.
Griffith）和他的材料断裂理论。我后来的研究工作主要是金属材料的制备，虽然也测试它们的力学性能，但很少涉及脆性断裂，因此对断裂力学几乎没有涉猎。近来研究金属复合泡沫，这种材料的压缩变形过程很有特色，有时候是塑性的，有时候是脆性的，要搞清它的变形机理，只能从头研习材料力学。&&
打开每一本材料力学教科书，有关断裂的部分都是从格氏理论讲起，几乎无一例外。&
在格氏之前，人们认为断裂强度是材料的本征性能，每一种材料都应该具有大致固定的数值。可是实际情况却并非如此，不同材料呈现不同的断裂行为，每种材料的断裂强度变化巨大，不同样品的测试值可以相差一两个数量级。
1920年，格氏发表了他那篇著名的论文：The phenomenon of rupture and flow in
solids。该文次年刊登在皇家学会的Philosophical
Transactions杂志上。他认为，材料内部有很多显微裂纹，并从能量平衡出发得出了裂纹扩展的判据，一举奠定了断裂力学的基石。&
格氏是利物浦大学工程系最著名的校友，这使我对他的生平产生了兴趣。
格氏摄于1937年
格氏1893年出生于伦敦，1911年毕业于曼岛的一所中学，获得奖学金进入利物浦大学读机械工程，1914年以一等成绩获得学士学位，并获得最高奖章。1915年，格氏到皇家航空研究中心工作，并与G.I.
Taylor一起发表了用肥皂膜研究应力分布的开创性论文，该文获得机械工程协会的金奖。同年，格氏获得利物浦大学工程硕士学位。1921年，格氏以他的断裂力学成名作获得利物浦大学工程博士学位。其后，格氏历任空军实验室首席科学家，航空研究中心工程部主管等职，在航空发动机设计方面做出了同样卓越的贡献，与他在断裂方面的名望相比，这些成就就少为人知了，感兴趣的朋友可以到网上查查。格氏于1939年加盟劳斯莱思公司，1941年当选皇家学会院士，1960年退休，1963年辞世，享年70岁。
系里的主会议室是以格氏名字命名的，走进会议室，我常常会想到他。当格氏发表那篇使他名留千古的文章时，才二十六岁。与格氏相比，我们的工作是微不足道的，但我们至少可以领略格氏理论之美，并运用它去加深我们对一些新材料的理解。步巨人之后尘，不亦快哉！
格里菲思临界裂纹长度
结构物体总是存在裂纹，这促使人们去探讨的应力和应变场以及裂纹的扩展。早在20年代，首先提出了的实际强度取决于裂纹的扩展应力这一重要观点。于1957年提出应力强度因子及其临界值概念，用以判别裂纹的扩展，从此诞生了。
格里菲思临界裂纹长度-简介
增强复合材料力学发端于20世纪50年代。复合材料力学研究有宏观、细观和微观三个方向。各分支所形成的基本概念和力学理论一般仍能应用于复合材料，只是增加了一些新的力学内容，如要考虑非均匀性、各向异性、层间剥离等。是年轻学科，但发展迅速，它解决了大量传统材料难于胜任的结构问题。
早在1921年，英国的格里菲思就根据的应变能，提出了裂纹失稳扩展准则──格里菲思准则，它可以解释为什么玻璃实际断裂强度比理论值低得多，由此还可得到裂纹体能量释放率的概念，这一概念后来成为线弹性断裂力学的基本概念之一。1957年，美国的欧文通过分析裂纹顶端附近区域的应力场，提出应力强度因子的概念，并建立了以应力强度因子为参量的裂纹扩展准则，从而成功地解释了低应力脆断事故。此后不久，又有人应用应力强度因子来处理疲劳裂纹扩展等其他有关裂纹的问题。
按求得的裂纹体的应力和应变通常是有奇异性的，即在裂纹顶端处的应力和应变为无穷大。这在物理上是不合理的。实际上，裂纹顶端附近的应力和应变很大，线弹性力学在裂纹顶端不适用。一般说，这些区域的情况很复杂，很多微观因素（如晶粒大小、位错结构等）对裂纹顶端应力场影响很大。线弹性断裂力学不考虑裂纹顶端的复杂情况，而采用裂纹顶端外部区域的应力状况来表征断裂特性。当外加载荷不大时，裂纹顶端附近一个小区域内的应力和应变的变化并不影响外面大区域内的应力和应变的分布，而且在小区域外围作用的应力、应变场可以由应力强度因子这个参量确定。对于这种载荷作用下裂纹的失稳和扩展，线弹性断裂力学是适用的。
格里菲思临界裂纹长度-格里菲思线弹性断裂理论
当裂缝尖端变成无限地尖锐，即ρ→0时，材料的强度就小到可以忽略的程度。一个具有尖锐裂缝的材料，是否具有有限的强度，必须进一步弄清楚发生断裂的必要条件和充分条件。
格里菲思从能量平衡的观点研究了断裂过程，认为：①断裂要产生新的表面，需要一定的表面能，断裂产生新的表面所需要的表面能是由材料内部弹性储能的减少来补偿的；②弹性储能在材料中的分布是不均匀的。裂缝附近集中了大量弹性储能，有裂缝的地方比其他地方有更多的弹性储能来供给产生新表面所需要的表面能，致使材料在裂缝处先行断裂。
按Griffith假定，当由于裂缝扩张（dc）所引起的弹性贮能减少（－dU）大于或等于裂纹扩张（dc）而形成新表面dA的表面能增加（γdA）时，材料就发生断裂。
U为材料中的内储弹性能，A为裂缝，－dU/dA为每扩展单位面积裂缝时，裂缝端点附近所释放出来的弹性能，称为能量释放率，是驱动裂缝扩展的原动力，以ζ标记。该值与应力的类型及大小、裂缝尺寸、试样的几何形状等有关；为产生每单位面积裂缝的表面功，反映材料抵抗裂缝扩展的一种性质。它不同于冲击强度，也不同于应力－应变曲线覆盖面积所表征的“韧性”概念。
格里菲思最初针对无机玻璃、陶瓷等脆性材料确定裂缝扩展力为式中a－无限大薄板上裂缝长度之半；
σ－张应力，E－材料的弹性模量。
断裂力学的起源与发展
　　最早的断裂力学思想
1921年英国科学家Griffith研究“为什么玻璃的实际强度比从它的分子结构所预期的强度低得多？”，推测“由于微小的裂纹所引起的应力集中而产生”，提出适合于判断脆性材料的与材料裂纹尺寸有关的断裂准则——能量准则。
　　断裂力学发展的背景　　蓬勃发展的近代先进科学技术，对传统的强度理论提出了挑战。　　1)
高强度材料和超高强度材料的使用　　2)
构件的大型化　　3)
全焊接结构的使用　　断裂力学的形成　　1957年，美国科学家G.R.Irwin提出应力强度因子的概念,
线弹性断裂理论的重大突破，应力强度因子理论作为断裂力学的最初分支——线弹性断裂力学建立起来。　　断裂力学的发展
　　现代断裂理论大约是在年间形成，它是在当时生产实践问题的强烈推动下，在经典Griffith理论的基础上发展起来的，上世纪60年代是其大发展时期。
　　我国断裂力学工作起步至少比国外晚了20年，直到上世纪70年代，断裂力学才广泛引入我国，一些单位和科技工作者逐步开展了断裂力学的研究和应用工作。
　　断裂力学是起源于20世纪初期，发展于20世纪后期，并且仍在不断发展和完善的一门科学。因此，它是具有前沿性和挑战性的研究成果
　　研究含裂纹物体的强度和裂纹扩展规律的科学。固体力学的一个分支。又称裂纹力学。它萌芽于20世纪20年代A.A.格里菲斯对玻璃低应力脆断的研究。其后，国际上发生了一系列重大的低应力脆断灾难性事故，促进这方面的研究，并于50年代开始形成断裂力学。根据所研究的裂纹尖端附近材料塑性区的大小，可分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学；根据所研究的引起材料断裂的载荷性质，可分为断裂（静）力学和断裂动力学。断裂力学的任务是：求得各类材料的断裂韧度；确定物体在给定外力作用下是否发生断裂，即建立断裂准则；研究载荷作用过程中裂纹扩展规律；研究在腐蚀环境和应力同时作用下物体的断裂（即应力腐蚀）问题。断裂力学已在航空、航天、交通运输、化工、机械、材料、能源等工程领域得到广泛应用。
　　线弹性断裂力学应用线弹性理论研究物体裂纹扩展规律和断裂准则。1921年格里菲斯通过分析材料的低应力脆断，提出裂纹失稳扩展准则格里菲斯准则。1957年G.R.欧文通过分析裂纹尖端附近的应力场，提出应力强度因子的概念，建立了以应力强度因子为参量的裂纹扩展准则。线弹性断裂力学可用来解决脆性材料的平面应变断裂问题，适用于大型构件（如发电机转子、较大的接头、车轴等）和脆性材料的断裂分析。实际上，裂纹尖端附近总是存在塑性区，若塑性区很小（如远小于裂纹长度），则可采用线弹性断裂力学方法进行分析。
　　弹塑性断裂力学应用弹性力学、塑性力学研究物体裂纹扩展规律和断裂准则，适用于裂纹体内裂纹尖端附近有较大范围塑性区的情况。由于直接求裂纹尖端附近塑性区断裂问题的解析解十分困难，因此多采用J积分法、COD（裂纹张开位移）法、R（阻力）曲线法等近似或实验方法进行分析。通常对薄板平面应力断裂问题的研究，也要采用弹塑性断裂力学。弹塑性断裂力学在焊接结构的缺陷评定、核电工程的安全性评定、压力容器和飞行器的断裂控制以及结构物的低周疲劳和蠕变断裂的研究等方面起重要作用。弹塑性断裂力学的理论迄今仍不成熟，弹塑性裂纹的扩展规律还有待进一步研究。
　　断裂动力学采用连续介质力学方法，考虑物体惯性，研究固体在高速加载或裂纹高速扩展下的断裂规律。断裂动力学的主要研究内容为：①断裂准则，包括裂纹在高速加载下的响应及起始和失稳扩展准则、高速扩展裂纹的分叉判据。②高速扩展裂纹尖端附近的应力应变场。③裂纹高速扩展的极限速度。④裂纹高速扩展的停止（止裂）原理。⑤高应变率条件下的材料特性及其对高速扩展裂纹阻力的影响。⑥裂纹高速扩展中的能量转换。⑦高速碰撞下的侵彻和穿孔问题。断裂动力学研究方法分理论分析和动态实验两方面。断裂动力学已在冶金学、地震学、合成化学以及水坝工程、飞机和船舶设计、核动力装置和武器装备等方面得到一些实际应用，但理论尚不够成熟。
科技名词定义
中文名称：
英文名称：
fracture mechanics
应用线弹性和弹塑性力学，研究带裂纹的结构或部件在外部及内部因素作用下，裂纹再萌生、扩展直至断裂的条件和规律，并研究部件材料抗裂纹扩展、抗断裂能力，做出部件安全性和寿命估算的学科。
所属学科：
（一级学科）；热工自动化、电厂化学与金属（二级学科）
研究存在宏观裂纹的构件，在裂纹尖端附近的应力和位移以及裂纹扩展规律的学科。
所属学科：
水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程力学（水利）（三级学科）
本内容由审定公布
断裂力学(fracture
mechanics)，1921年英国科学家Griffith研究“为什么玻璃的实际强度比从它的分子结构所预期的强度低得多？”，推测“由于微小的裂纹所引起的应力集中而产生”，提出适合于判断脆性材料的与材料裂纹尺寸有关的断裂准则——能量准则。
断裂力学发展背景
　　蓬勃发展的近代先进科学技术，对传统的强度
理论提出了挑战。 　　1) 高强度材料和超高强度材料的使用 　　2) 构件的大型化 　　3) 全焊接结构的使用
断裂力学的形成
　　1957年，美国科学家G.R.Irwin提出应力强度因子的概念,
线弹性断裂理论的重大突破，应力强度因子理论作为断裂力学的最初分支——线弹性断裂力学建立起来。
断裂力学的发展
　　现代断裂理论大约是在年间形成，它是在当时生产实践问题的强烈推动下，在经典Griffith理论的基础上发展起来的，上世纪60年代是其大发展时期。　　我国断裂力学工作起步至少比国外晚了20年，直到上世纪70年代，断裂力学才广泛引入我国，一些单位和科技工作者逐步开展了断裂力学的研究和应用工作。　　断裂力学是起源于20世纪初期，发展于20世纪后期，并且仍在不断发展和完善的一门科学。因此，它是具有前沿性和挑战性的研究成果。　　研究含裂纹物体的强度和裂纹扩展规律的科学。固体力学的一个分支。又称裂纹力学。它萌芽于20世纪20年代A.A.格里菲斯对玻璃低应力脆断的研究。其后，国际上发生了一系列重大的低应力脆断灾难性事故，促进这方面的研究，并于50年代开始形成断裂力学。根据所研究的裂纹尖端附近材料塑性区的大小，可分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学；根据所研究的引起材料断裂的载荷性质，可分为断裂（静）力学和。断裂力学的任务是：求得各类材料的断裂韧度；确定物体在给定外力作用下是否发生断裂，即建立断裂准则；研究载荷作用过程中裂纹扩展规律；研究在腐蚀环境和应力同时作用下物体的断裂（即应力腐蚀）问题。断裂力学已在航空、航天、交通运输、化工、机械、材料、能源等工程领域得到广泛应用。
断裂力学的研究内容
　　1、裂纹的起裂条件。 　　2、裂纹在外部载荷和（或）其他因素作用下的扩展过程。
　　3、裂纹扩展到什么程度物体会发生断裂。　　另外，为了工程方面的需要，还研究含裂纹的结构在什么条件下破坏；在一定荷载下，可允许结构含有多大裂纹；在结构裂纹和结构工作条件一定的情况下，结构还有多长的寿命等。
断裂力学类型
线弹性断裂力学
　　应用线弹性理论研究物体裂纹扩展规律和断裂准则。1921年格里菲斯通过分析材料的低应力脆断，提出裂纹失稳扩展准则格里菲斯准则。1957年G.R.欧文通过分析裂纹尖端附近的应力场，提出应力强度因子的概念，建立了以应力强度因子为参量的裂纹扩展准则。线弹性断裂力学可用来解决脆性材料的平面应变断裂问题，适用于大型构件（如发电机转子、较大的接头、车轴等）和脆性材料的断裂分析。实际上，裂纹尖端附近总是存在塑性区，若塑性区很小（如远小于裂纹长度），则可采用线弹性断裂力学方法进行分析。
弹塑性断裂力学
　　应用、研究物体裂纹扩展规律和断裂准则，适用于裂纹体内裂纹尖端附近有较大范围塑性区的情况。由于直接求裂纹尖端附近塑性区断裂问题的解析解十分困难，因此多采用J积分法、COD（裂纹张开位移）法、R（阻力）曲线法等近似或实验方法进行分析。通常对薄板平面应力断裂问题的研究，也要采用弹塑性断裂力学。弹塑性断裂力学在焊接结构的缺陷评定、核电工程的安全性评定、压力容器和飞行器的断裂控制以及结构物的低周疲劳和蠕变断裂的研究等方面起重要作用。弹塑性断裂力学的理论迄今仍不成熟，弹塑性裂纹的扩展规律还有待进一步研究。
断裂动力学
　　采用方法，考虑物体惯性，研究固体在高速加载或裂纹高速扩展下的断裂规律。断裂动力学的主要研究内容为：①断裂准则，包括裂纹在高速加载下的响应及起始和失稳扩展准则、高速扩展裂纹的分叉判据。②高速扩展裂纹尖端附近的应力应变场。③裂纹高速扩展的极限速度。④裂纹高速扩展的停止（止裂）原理。⑤高应变率条件下的材料特性及其对高速扩展裂纹阻力的影响。⑥裂纹高速扩展中的能量转换。⑦高速碰撞下的侵彻和穿孔问题。断裂动力学研究方法分理论分析和动态实验两方面。断裂动力学已在冶金学、地震学、合成化学以及水坝工程、飞机和船舶设计、核动力装置和武器装备等方面得到一些实际应用，但理论尚不够成熟。
　　fracture mechanics
　　研究含裂纹物体的强度和裂纹扩展规律的科学。的一个分支。又称裂纹力学。它萌芽于20世纪20年代A.A.格里菲斯对玻璃低应力脆断的研究。其后，国际上发生了一系列重大的低应力脆断灾难性事故，促进这方面的研究，并于50年代开始形成断裂力学。根据所研究的裂纹尖端附近材料塑性区的大小，可分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学；根据所研究的引起材料断裂的载荷性质，可分为断裂（静）力学和断裂动力学。断裂力学的任务是：求得各类材料的；确定物体在给定下是否发生断裂，即建立断裂准则；研究载荷作用过程中裂纹扩展规律；研究在腐蚀环境和应力同时作用下物体的断裂（即应力腐蚀）问题。断裂力学已在航空、航天、、化工、机械、材料、能源等工程领域得到广泛应用。
　　线弹性断裂力学应用线弹性理论研究物体裂纹扩展规律和断裂准则。1921年格里菲斯通过分析材料的低应力脆断，提出裂纹失稳扩展准则格里菲斯准则。1957年G.R.欧文通过分析裂纹尖端附近的应力场，提出应力强度因子的概念，建立了以应力强度因子为参量的裂纹扩展准则。线弹性断裂力学可用来解决脆性材料的平面应变断裂问题，适用于大型构件（如发电机转子、较大的接头、车轴等）和脆性材料的断裂分析。实际上，裂纹尖端附近总是存在塑性区，若塑性区很小（如远小于裂纹长度），则可采用线弹性断裂力学方法进行分析。
　　弹塑性断裂力学 应用、塑性力学研究物体裂纹扩展规律和断裂准则，适用于裂纹体内裂纹尖端附近有较大范围塑性区的情况。由于直接求裂纹尖端附近塑性区断裂问题的解析解十分困难，因此多采用J积分法、（裂纹张开位移）法、R（阻力）曲线法等近似或实验方法进行分析。通常对薄板平面应力断裂问题的研究，也要采用弹塑性断裂力学。弹塑性断裂力学在焊接结构的缺陷评定、工程的安全性评定、压力容器和飞行器的断裂控制以及结构物的和断裂的研究等方面起重要作用。弹塑性断裂力学的理论迄今仍不成熟，弹塑性裂纹的扩展规律还有待进一步研究。
　　断裂动力学 采用方法
，考虑物体惯性，研究固体在高速加载或裂纹高速扩展下的断裂规律。断裂动力学的主要研究内容为：①断裂准则，包括裂纹在高速加载下的响应及起始和失稳扩展准则、高速扩展裂纹的分叉判据。②高速扩展裂纹尖端附近的应力应变场。③裂纹高速扩展的。④裂纹高速扩展的停止（止裂）原理。⑤高条件下的材料特性及其对高速扩展裂纹阻力的影响。⑥裂纹高速扩展中的能量转换。⑦高速碰撞下的侵彻和穿孔问题。断裂动力学研究方法分理论分析和动态实验两方面。断裂动力学已在冶金学、地震学、合成化学以及水坝工程、飞机和船舶设计、核动力装置和武器装备等方面得到一些实际应用，但理论尚不够成熟。
徐世烺:开创断裂力学研究新篇章
　　世界上最早出现的混凝土可能要追溯到古希腊与古罗马。波特兰水泥的专利是在1824年取得的。在其后的近200年的历史中，这种工程材料获得了极大的发展，其间发生了几次根本性的革命。从最早的素混凝土发展到钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土再到近期的高性能混凝土，每一次混凝土技术的革命都使整个建筑业的面貌为之一新，进而促进了整个社会文明的进步。混凝土成为了当代最主要的建筑工程材料。
然而，混凝土的主要特性就是抗压强度远大于抗拉强度。虽然混凝土的种类在不断丰富，但还依然无法改变混凝土这种独特性能，使得实际工程中极易出现混凝土断裂现象。如何评价这些混凝土结构中裂缝的稳定性及其对结构安全性的影响，成为各国工程界和学术界极为关注的问题。学术界经过几十年的探索研究表明，混凝土断裂力学是目前解决混凝土结构裂缝问题的一种极为有效的工具。
　提到我国在混凝土断裂力学方面的研究，就不由得让人们联想到在这一领域辛勤耕耘、艰苦跋涉了20余年的徐世烺教授以及以他的名字命名的科研团队。
　徐世烺出生于1953年8月，1982年6月获大连工学院硕士学位，1988年获大连理工大学工学博士学位。在1992年至2003年期间，他担任英国威尔斯大学和德国斯图加特大学高级访问学者、博士后研究员和客座教授。现为大连理工大学教授，博士研究生导师，教育部第三批“长江学者奖励计划”特聘教授，美国ASCE
Member、ACI Member，德国VDI Ordentliches
Mitglied，第五届国际混凝土断裂力学和混凝土结构学术大会国际科学委员会委员。他先后主持和完成了国家重点科技攻关项目、国家自然科学基金项目、德国科学基金项目、国家级各种专项人才基金项目共10余项；在《国际断裂学报》、《工程断裂力学》、《土木工程学报》、《力学学报》等国内外学术刊物及国际会议文集上发表论文90余篇，其中有15篇被美国SCI收录并引用31篇次，有31篇被美国EI收录；合作编著出版了两本学术专著。
徐世烺是国内混凝土断裂力学的早期研究者之一。1983年，他编写了我国第一部混凝土断裂力学研究生教材，在国内最早开始为硕士研究生讲授混凝土断裂力学课程。作为我国国家新闻出版署“八五”重点图书出版计划出版图书之一，1991年4月他出版了我国第一部混凝土断裂力学研究专著。在后来的工作中，他长期奋战在水利、土木工程领域混凝土结构工程科研与教学工作第一线，并紧密围绕我国工程建设所急需解决的混凝土断裂中的基础理论、实验技术和工程应用，系统深入地研究了混凝土断裂力学难点问题，取得了具有原创意义的系列研究成果，为我国混凝土断裂力学的理论发展和工程应用做出了基础性的重要贡献。这些成果可用于大型基础工程混凝土结构裂缝扩展的安全评定。他提出的双K断裂模型在国家“七五”攻关中应用于我国东风拱坝裂缝防治，并被中国葛洲坝集团公司和清华大学应用于分析三峡大坝裂缝稳定性以及判断大坝安全性，还被作为制定中的我国水工混凝土断裂韧度测试规程的基本理论。徐世烺在其研究领域取得的成就获得了德国、美国、英国、西班牙等国本领域内国际著名学术权威的高度评价，被公认为是本领域内的国际知名学者，被鉴定的4项课题中有3项成果达到国际领先水平，1项达到国际先进水平，并获得1999年国家科技进步三等奖1项和1987年及1996年国家教委科技进步二等奖2项。他的研究成果还作为国家“七五”攻关项目中的核心成果而获得1992年国家科技进步二等奖和原能源部科技进步一等奖。此外，2000年徐世烺被教育部聘为长江学者特聘教授；1996年获国家杰出青年科学基金；1992年获德国洪堡基金会研究奖励基金；1991年国家教委和国务院学位委员会授予他“有突出贡献的中国博士学位获得者”荣誉称号；1990年获第二届霍英东教育基金会高校青年教师奖（研究类）。
从1980年起，徐世烺就和混凝土断裂力学结下了不解之缘。从此，他矢志不渝地在这一领域拼搏、奋斗……
　有耕耘就会有收获，有付出就会有回报。自涉足混凝土断裂力学领域的研究后，徐世烺就先后在国家自然科学基金、水利水电科学基金、国家“七五”重点科技攻关专题项目、国家杰出青年科学基金、德国洪堡基金、德国科学基金的支持下，开展了系统深入的研究，并取得了一系列重大成果。
　“混凝土断裂和损伤的机理”是徐世烺作为主要研究者完成的国家自然科学基金项目。在该项目中，他采用激光散斑干涉法发现了混凝土裂缝失稳断裂前存在着裂缝的稳定扩展阶段和断裂过程区，并提出了混凝土断裂概率模型和尺寸效应公式。该成果于1987年荣获国家教委科技进步二等奖，并被国家自然科学基金委员会评选为国家自然科学基金资助课题优秀成果。在研究中，为了获得一份关键的研究数据，徐世烺可能会付出十分耕耘。他清楚地记得，1985年夏天在采用激光散斑干涉法研究混凝土断裂过程区时，为了真实地揭示混凝土裂缝尖端前缘断裂过程区的形状，他克服了当时实验设备缺乏数字化的不足，和他的研究助手一起在暗室里没日没夜地紧张工作了3个月。终于，他们在国际上较早地获得了混凝土裂缝断裂过程区分布形状的第一手资料，后来被许多学者在论文和著作中多次引用。
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