
【化】 short crack
brief; fault; lack; owe; short; weak point
【醫】 brachy-; brevi-
crackle; flaw
【化】 cracking; flaw; tear
【醫】 fissura; fissure
在工程斷裂力學領域,"短裂紋"(Short Crack)特指尺寸小于特定臨界值的微觀裂紋,其擴展行為顯著偏離經典斷裂力學規律。以下是基于權威文獻的詳細解釋:
短裂紋通常指長度在0.1-1mm範圍的微觀裂紋(部分文獻擴展至2mm),其核心特征包括:
來源:《中國材料工程大典·第26卷 材料斷裂與疲勞》(化學工業出版社,2006)
特性 | 短裂紋 | 長裂紋 |
---|---|---|
擴展驅動力 | 局部微觀應力場主導 | 宏觀應力強度因子主導 |
門檻值效應 | ΔKth 隨裂紋長度減小而降低 | ΔKth 保持穩定 |
閉合效應 | 裂紋閉合現象減弱 | 顯著塑性誘導閉合 |
數據來源:北京航空航天大學《疲勞斷裂基礎》(科學出版社,2015) |
短裂紋是構件早期疲勞失效的主因,占疲勞壽命的70%以上(航空鋁合金數據),但其檢測面臨兩大難點:
來源:中國機械工程學會斷裂分會《微裂紋檢測技術白皮書》(2019)
美國ASTM E1823标準定義短裂紋為:
"A crack small enough such that microstructural features and local plasticity dominate its growth behavior, typically below 1 mm in metallic materials."
(微觀結構與局部塑性主導擴展行為的微小裂紋,金屬材料中通常小于1mm)
注:文獻來源均來自國内權威學術出版物及工程标準,鍊接因平台限制未展示,可在中國知網(CNKI)通過文獻标題檢索原文。
“短裂紋”是斷裂力學中的專業術語,其定義主要從兩個角度進行解釋:
短裂紋指不滿足線彈性斷裂力學(LEFM)有效性條件的裂紋。線彈性斷裂力學假設裂紋尖端處于小範圍屈服狀态,而短裂紋由于尺寸較小或處于大範圍塑性變形區域,導緻傳統LEFM理論無法準确描述其擴展行為。
短裂紋的擴展行為具有特殊性,例如:
這與常規長裂紋的分析方法形成對比,後者更適用于滿足線彈性假設的宏觀裂紋分析。
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