
【化】 failure mechanism
destroy; spoil; ruin; demolish; wreck; sabotage; destruction; subversion
torpedo; wreckage
【計】 blow-up
【醫】 destruction
【經】 baffled; breach of confidence
mechanism
【化】 mechanism
【醫】 mechanism
在漢英詞典框架下,"破壞機理"對應的英文術語為"failure mechanism",指材料或結構在外部載荷、環境因素或内部缺陷作用下,逐步喪失原有功能的物理化學過程。該概念廣泛應用于材料科學與工程領域,主要包含以下核心要素:
能量傳遞路徑(以機械破壞為例) 材料内部裂紋擴展遵循格裡菲斯能量平衡準則: $$ sigma_c = sqrt{frac{2Egamma}{pi a}} $$ 其中$sigma_c$為臨界應力,$E$為彈性模量,$gamma$為表面能,$a$為裂紋半長。
典型分類體系
跨學科應用差異 地質工程領域常采用摩爾-庫倫準則分析岩體剪切破壞,其破壞面角度計算式為: $$ theta = 45^circ + frac{phi}{2} $$ $phi$為内摩擦角。
現代檢測技術 采用ASTM E1922标準的數字圖像相關法(DIC),可實時捕捉0.1μm量級的應變場演化,該技術已應用于航天複合材料破壞過程監測。
“破壞機理”指材料或結構在外部荷載、環境等因素作用下發生破壞的過程及其内在原理,涉及材料性質、受力狀态、環境條件等多因素的綜合作用。以下是不同層面的詳細解釋:
脆性破壞
當材料彈性應力超過開裂強度時,承載力瞬間喪失,缺乏塑性變形,如混凝土、玻璃的突然斷裂。其特點是破壞前無明顯預兆,修複困難,常見于抗拉能力弱的材料。
公式示例:脆性破壞臨界應力 $sigma_c = sqrt{frac{2Egamma}{pi a}}$(E為彈性模量,$gamma$為表面能,a為裂紋長度)。
延性破壞
材料達到屈服強度後仍能發生塑性變形,如鋼材的受彎屈服。破壞前有明顯變形或裂縫,耗能能力較強,是抗震設計的關鍵。
屈曲失效
細長受壓構件失穩導緻的彎曲破壞,如鋼柱失穩。與長細比、幾何缺陷相關,需通過臨界荷載計算預防。
混凝土結構
金屬結構
以鋼材為例,屈服失效表現為晶格滑移引發的塑性變形;腐蝕環境下則因鏽蝕導緻有效截面減小。
凍融作用
季節凍土區土體因反複凍融導緻結構松散,結合雨水滲透引發淺層或深層滑坡。
腐蝕與化學侵蝕
海底管線因氯離子腐蝕導緻管壁減薄,最終在壓力下破裂。
溫度與濕度變化
高溫使混凝土強度下降,濕度變化加劇鋼筋鏽蝕,均加速結構劣化。
破壞機理研究為結構設計、加固提供依據。例如:
如需更深入案例或公式推導,中标注的學術文獻或工程報告。
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