断裂力学(LEFM, YFM)

在线弹性断裂力学(适用于脆性材料)，材料行为为线性弹性直到无变形断裂(不稳定裂纹扩展)发生。LEFM的一个经典特征值为K1C，表示裂纹开启模式1时的临界应力强度(C)。

如果材料的破坏是延性的，即在裂纹尖端发生塑性变形，则材料的破坏是塑性的屈服断裂力学应用概念。这里有两个定义，一个是通过裂纹尖端环境中存储的能量确定特征值(j积分概念)，另一个是通过裂纹尖端扩展(CTOD“裂纹尖端开放位移”)。

• 金属材料线弹性平面应变断裂韧性K1C的标准试验方法
• ASTM E647疲劳裂纹扩展速率测量的标准试验方法(da/dN)
• ASTM E1820-11断裂韧性测量的标准试验方法(金属)
• ISO 12135准静态断裂韧性测定的统一试验方法

每个组件都具有的组件内部或组件表面与生产相关的缺陷，代表在负载下促进裂纹形成的裂纹核。这些缺陷可以变成裂纹，即可以在技术上记录的宏观材料损伤。这被称为裂纹萌生阶段。

在随后的裂纹扩展阶段，裂纹在构件中继续存在，直到裂纹尖端前的应力强度K超过临界值，构件突然失效。

在单调加载或循环加载的构件中，裂纹可以稳定(预临界状态)扩展，也可以不稳定(临界状态)扩展。对于脆性材料，指临界应力大小K1C可以指定，其测定在ASTM E399中描述。当扩展裂纹的应力强度K移动到K1C以下时，裂纹扩展稳定，并可在卸载载荷时随时停止。如果超过K1C值，会发生不稳定裂纹扩展，构件会突然失效。

裂纹扩展曲线可分为三个区域:

• 地区的我:阈值ΔKth
• 区域2:疲劳裂纹扩展da/dN
• 第三区域:临界应力强度因子K1C(断裂韧性)

在断裂力学中，使用不同的试样形状。形状的选择取决于标准和可用的材料进行测试。标准中描述了标准化的试样形状，以使试验结果具有可比性。