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【學科】：材料科學技術_材料科學技術基礎 _材料科學基礎 _材料物理及化學基礎【相關名詞】：線彈性斷裂力學 彈塑性斷裂力學 巖石斷裂力學 圖片來源：視覺中國【延伸閱讀】固體材料的破壞過程，一個非?；A的問題，卻和湍流模型并列為固體力學和流體力學的兩大難題。

下載地址:巖石力學與工程蔡美峰

圖7 模型加載設置圖8 、圖9分別為基于宏觀斷裂力學仿真的載荷-位移曲線和變形模式結果，表4為基于仿真結果下的耐撞性能指標參數。圖8 宏觀斷裂力學仿真載荷-位移曲線表4 基于宏觀斷裂力學仿真下的耐撞性評價結果圖9 宏觀斷裂力學仿真變形結果3.2 CFRP薄壁圓管軸向壓潰對比結果分析為了驗證宏觀斷裂力學模型的準確性，將仿真結果與試驗結果進行比較分析。

斷裂力學是研究含裂紋構件強度與壽命的一門固體力學新分枝，是結構損傷容限設計的理論基礎。從材料特定來看，包括兩類斷裂力學： a) 線彈性斷裂力學：適用于裂紋尖端附近小范圍屈服的情況； b) 彈塑性斷裂力學：適用于裂紋尖端附近大范圍屈服的情況。

宏觀斷裂力學又可分為彈性斷裂力學（它包括線性彈性斷裂力學和非線性彈性斷裂力學）和彈塑性斷裂力學（包括小范圍屈服斷裂力學和大范圍屈服斷裂力學及全面屈服斷裂力學）。工程斷裂力學還包括疲勞斷裂、蠕變斷裂、腐蝕斷裂、腐蝕疲勞斷裂及蠕變疲勞斷裂等工程中重要方面。

根據所研究的裂紋尖端附近材料塑性區的大小，可分為線彈性斷裂力學和彈塑性斷裂力學；根據所研究的引起材料斷裂的載荷性質，可分為斷裂（靜）力學和斷裂動力學。 斷裂力學的任務是：求得各類材料的斷裂韌度；確定物體在給定外力作用下是否發生斷裂，即建立斷裂準則；研究載荷作用過程中裂紋擴展規律；研究在腐蝕環境和應力同時作用下物體的斷裂（即應力腐蝕）問題。

一、經典斷裂力學的"阿喀琉斯之踵"1.1 數學尖點 vs 物理現實1913年，Inglis分析了含裂紋無限大板的應力集中問題，奠定了線彈性斷裂力學（LEFM）的基礎。其核心假設是：裂紋尖端是數學上的尖點（半徑為零）。

ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構機在砂漿環境下掘進的巖石破碎模擬采用顯示動力學分析：該模型模擬盾構機在砂漿中掘進的巖石破碎，采用耦合歐拉拉格朗日法模擬砂漿環境下，盾構機刀盤與巖石之間的相互作用，巖石應力達到破碎時采用單元刪除技術消除掉已失去抵抗力的巖石。砂漿模擬為歐拉體，巖石及盾構機刀盤為拉格朗日體，其中盾構機刀盤模擬為剛體。

因此需要研究結構疲勞裂紋擴展規律及斷裂失效控制理論和方法，即斷裂力學。2.分類 根據裂紋尖端屈服區域大小不同，斷裂力學可分為線彈性斷裂力學與彈塑性斷裂力學。前者適用于裂紋尖端附近小范圍屈服的情況；而后者適用于裂紋尖端附近大范圍屈服的情況。

本期是ANSYS Mechanical 2022 功能更新之單元、接觸、斷裂力學、并行計算。

在斷裂力學問題的分析中應力強度因子人是預判含裂紋構件發生斷裂和裂紋發生擴展速率的首要判據司。獲得應力強度因子的方法大致上可分為解析法、數值法和實驗法。

對于結構件受拉壓彎扭后發生的斷裂失效，如果采用靜力學分析方法，會得到應力分布，但無論外力多大都無法觀察到斷裂效果。雖然采用動力學分析方法可以實現斷裂效果，但時間步長較小而求解時間長導致求解效率低。所以提出一種基于準靜態力學的斷裂失效的仿真方法。

攝影測量技術在巖石工程中的應用(application of photogrammetry)地面激光掃描儀TLS在巖土工程中的應用(2)---節理粗糙度JRCEurock 2022---巖石工程和采礦業中的巖石和斷裂力學(短期課程)采石場滑坡(Quarry Rockslide in Oman) | Quarry Slope Stability利用赤平極射投影進行巖石邊坡的運動學分析

我們也可看到近年來，斷裂力學方法不斷發展。

從力學機理層面看，巖石切削本質是刀具與巖石接觸區的應力集中引發的脆性斷裂過程，伴隨多條微裂紋的萌生、擴展與貫通。Cohesive單元基于**內聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）**，可通過定義牽引-分離準則，精準描述巖石材料的斷裂過程：單元內部應力達到粘結強度前，表現為彈性變形；應力超過閾值后，單元剛度退化并伴隨能量耗散，直至單元失效形成裂紋。

發現一本關于斷裂力學的好書，在此分享給大家。作者非常貼心的制作了該書的電子版網站（可能需要翻墻才能訪問）。

20世紀20年代，Griffith[1]通過對飛機玻璃中破裂和流動現象的研究，提出裂紋是否擴展可由一個熱力學條件決定，奠定了斷裂力學的基礎。根據Griffith的表述，裂紋的擴展釋放了表面牽引力，造成了狀態的不平衡，根據最小勢能原理，勢能會減少以及表面能增加，勢能的變化與內能的釋放和外部載荷做功有關。