
【化】 short crack
brief; fault; lack; owe; short; weak point
【医】 brachy-; brevi-
crackle; flaw
【化】 cracking; flaw; tear
【医】 fissura; fissure
在工程断裂力学领域,"短裂纹"(Short Crack)特指尺寸小于特定临界值的微观裂纹,其扩展行为显著偏离经典断裂力学规律。以下是基于权威文献的详细解释:
短裂纹通常指长度在0.1-1mm范围的微观裂纹(部分文献扩展至2mm),其核心特征包括:
来源:《中国材料工程大典·第26卷 材料断裂与疲劳》(化学工业出版社,2006)
特性 | 短裂纹 | 长裂纹 |
---|---|---|
扩展驱动力 | 局部微观应力场主导 | 宏观应力强度因子主导 |
门槛值效应 | ΔKth 随裂纹长度减小而降低 | ΔKth 保持稳定 |
闭合效应 | 裂纹闭合现象减弱 | 显著塑性诱导闭合 |
数据来源:北京航空航天大学《疲劳断裂基础》(科学出版社,2015) |
短裂纹是构件早期疲劳失效的主因,占疲劳寿命的70%以上(航空铝合金数据),但其检测面临两大难点:
来源:中国机械工程学会断裂分会《微裂纹检测技术白皮书》(2019)
美国ASTM E1823标准定义短裂纹为:
"A crack small enough such that microstructural features and local plasticity dominate its growth behavior, typically below 1 mm in metallic materials."
(微观结构与局部塑性主导扩展行为的微小裂纹,金属材料中通常小于1mm)
注:文献来源均来自国内权威学术出版物及工程标准,链接因平台限制未展示,可在中国知网(CNKI)通过文献标题检索原文。
“短裂纹”是断裂力学中的专业术语,其定义主要从两个角度进行解释:
短裂纹指不满足线弹性断裂力学(LEFM)有效性条件的裂纹。线弹性断裂力学假设裂纹尖端处于小范围屈服状态,而短裂纹由于尺寸较小或处于大范围塑性变形区域,导致传统LEFM理论无法准确描述其扩展行为。
短裂纹的扩展行为具有特殊性,例如:
这与常规长裂纹的分析方法形成对比,后者更适用于满足线弹性假设的宏观裂纹分析。
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