玻璃的脆度和冲击阻力

材料的脆性有很多的评价方法,但都没有统一的计算。单独的断裂韧性值不能反映材料的脆 度,只反映材料裂纹扩展阻力。由于通常硬度越大的材料脆性越大,所以常用硬度与断裂韧性的 比值来代表脆性。极限应变和裂纹扩展速率反映了材料的脆性和抗冲击性能,它们与几种材料性能有关。

抗冲击破坏的能力越差,破坏速率越快。脆度大的材料有以下特征:裂 纹扩展速率高,对缺陷敏感程度大,应力集中效应强,极限应变小,抗冲击性能差,损伤容限 低。玻璃是一种典型的脆性材料,但是当玻璃细到纤维状,又变成柔性材料了。

对于一个构件或试样的冲击断裂分析通常要考虑构件的形状和尺寸的影响,以及它们对冲击 的响应,冲击应力和惯性力等的作用,而微小颗粒对脆性部件的高速冲击则可近似将部件看作弹 性半无限体处理。当球形颗粒冲击速率超过一个临界值,往往在靶材料表面上形成一个微小的圆 环裂纹(赫兹裂纹)。这种环形裂纹的形貌反映了冲击损伤程度,它由冲击颗粒的质量和冲击力 等因素所决定。

当冲击靶和冲击颗粒的材料一定,且冲击接触面积不变(接触头的曲率半径不变),相同的 冲击动能可以导致相同的冲击损伤效果。因此可以用大质量低速代替小质量高速进行冲击试验检 测。


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