能量断裂理论

能量断裂理论（energy fracture theory），理学-力学-固体力学-断裂力学，用能量平衡方法研究线弹性断裂力学的理论。该理论最早由A.A.格里菲思针对材料的脆断问题提出，称为格里菲思脆断理论。能量平衡的观点认为：裂纹扩展的动力是裂纹扩展中释放出的能量，该能量用以产生新裂纹表面，由此建立了脆性断裂准则，即脆断的格里菲思准则。后经G.R.欧文和E.奥罗万分别修正到裂纹表层出现塑性流动、材料具有一定延性的工程准脆性材料，常称为欧文-奥罗万理论。远距离加载下含裂纹弹性平板的总能量为：(1)式中为无裂纹平板的弹性应变能；为平板中由于裂纹所引起的应变能变化量；为新裂纹表面形成引起的弹性表面能变化量；为外力所做的功。总能量随裂纹面积变化曲线示意图上图为总能量随裂纹面积变化曲线的示意图。一旦总能量不随裂纹面积的增加而增加，就会出现裂纹扩展的失稳。因此，出现裂纹失稳扩展的条件是：(2)因为是与裂纹面积无关的常数，所以该条件即为：(3)也就是说，裂纹扩展单位面积剩余的能量大于裂纹扩展单位面积所需的能量，裂纹将发生失稳扩展。