题目
裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低_由于开裂形成两个新表面所需的表面能。A. 小于B. 大于C. 等于D. 不确定
裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低_由于开裂形成两个新表面所需的表面能。
A. 小于
B. 大于
C. 等于
D. 不确定
题目解答
答案
C. 等于
解析
考查要点:本题主要考查断裂力学中裂纹扩展的基本原理,特别是弹性应变能与表面能之间的关系。
解题核心思路:裂纹扩展的动力来源于材料内部弹性应变能的释放,而扩展过程中需要克服形成新表面所需的表面能。根据格里菲斯理论,当弹性应变能的降低量等于表面能时,裂纹才能稳定扩展。
破题关键点:明确裂纹扩展的驱动力是能量平衡的结果,即释放的弹性应变能必须完全补偿形成新表面所需的能量,两者相等时达到临界状态。
根据断裂力学的基本原理,裂纹扩展需要满足能量平衡条件:
- 弹性应变能的释放:材料内部由于外加载荷产生的弹性应变能在裂纹扩展时被释放。
- 表面能的消耗:裂纹扩展形成两个新表面时,需要额外的能量(表面能)来补偿表面的创建。
格里菲斯理论指出,裂纹稳定扩展的临界条件是:
$\text{弹性应变能的降低} = \text{表面能}$
因此,题目中“动力”的本质是两者的能量差为零,即弹性应变能的降低等于表面能。