
【化】 elastic failure
ball; bomb; flip; pellet; play; shoot; spring
【醫】 bomb; bullet
destroy; spoil; ruin; demolish; wreck; sabotage; destruction; subversion
torpedo; wreckage
【計】 blow-up
【醫】 destruction
【經】 baffled; breach of confidence
彈性破壞(Elastic Fracture)是材料力學中的專業術語,指材料在受力過程中未超過彈性極限(即未發生塑性變形)時發生的斷裂現象。其核心特征為材料在破壞前僅産生可恢複的彈性形變,斷裂時無顯著塑性變形迹象,屬于脆性破壞的一種形式。
彈性極限内的斷裂
當材料承受的應力達到彈性極限(比例極限)前,應力-應變關系符合胡克定律($sigma = E varepsilon$)。若此時因内部缺陷或應力集中導緻裂紋擴展,材料會突然斷裂,且卸載後無殘餘變形。例如玻璃、陶瓷等脆性材料的典型破壞模式。
與塑性破壞的對比
區别于塑性破壞(材料先屈服後斷裂),彈性破壞的應力-應變曲線呈線性直至斷裂點,無屈服平台(如圖1所示):
$$ begin{array}{c} text{彈性破壞} downarrow sigma_{text{斷裂}} hline qquad text{線性彈性階段} rightarrow end{array} $$ 塑性破壞則需考慮屈服強度 $sigmay > sigma{text{彈性極限}}$ 後的塑性流動。
微觀機制
由格裡菲斯裂紋理論(Griffith Theory)解釋:材料内部微裂紋尖端應力集中導緻裂紋失穩擴展,斷裂強度 $sigma_f$ 滿足:
$$sigma_f = sqrt{frac{2Egamma}{pi a}}$$
其中 $E$ 為彈性模量,$gamma$ 為表面能,$a$ 為裂紋長度。
工程風險
彈性破壞具有突發性,常見于低溫或高應變速率工況。典型案例包括:
權威參考來源
“彈性破壞”是材料力學或工程學中的術語,結合了“彈性”和“破壞”兩個概念。以下是具體解釋:
彈性指物體受外力作用發生形變後,在去除外力時能恢複原狀的性質。例如彈簧、橡膠等材料在受力後能回彈,屬于典型的彈性形變。
破壞指物體因外力作用導緻結構失效或斷裂的現象,例如金屬斷裂、玻璃破碎等。
彈性破壞特指材料在彈性形變階段(未發生永久塑性變形)發生的斷裂。常見于脆性材料(如玻璃、陶瓷),當應力超過彈性極限時直接斷裂,而非先經曆塑性變形。
公式表示:當材料所受應力 $sigma$ 超過彈性極限 $sigma_e$,即 $sigma > sigma_e$ 時,可能發生彈性破壞。
此概念在材料設計、建築結構安全性評估中尤為重要,需根據材料特性預測其破壞模式,避免因彈性失效導緻事故。
如需進一步了解不同材料的彈性極限或破壞阈值,可參考材料力學相關文獻或實驗數據。
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