玻璃强度的评价方法

(1)抗拉强度与抗弯强度抗拉强度也称拉伸强度，是指材料在单向均匀拉应力作用下断裂 时刻的应力值。按照固体的原子键断裂时的能量准则导出固体的理论强度往往是实测强度的几十 甚至几百倍，一般的解释是考虑材料内部不可避免地含有缺陷，从而使强度下降。但是这种解释 还不够全面，没有缺陷就能达到理论强度吗？不能，因为材料断裂过程是从原点到终点，需要一 定的时间过程的，而不是断面各点同时断开。既然断面上各点的原子键是断裂了，那么它断开时 就应该受到相当于理论强度那么大的应力，这个应力沿着裂纹扩展方向一路上将原子键各个击 破。在这个过程中，每一时刻的很大受力点位置都不同，受力面积也不同。所以可以认为瞬态的 微观局部强度仍达到了理论强度，宏观拉伸强度远低于理论强度的一个原因是强度计算考虑的是 一个平均总面积上的应力。实际上，既然理论强度是原子键断裂时刻的很大应力，在块体材料断 裂过程中，每个原子键断开时必然都达到了理论强度，但是逐个达到，而不是同时达到的。因此 可以预测，如果断裂发生在很短的时间内，以至于几乎每个点同时断开，则强度可以接近理论强 度。这也是横截面很小的纤维德断裂强度达到很高的一个原因。

由于拉伸试验要求试件内的应力是均匀拉应力，这对于玻璃等脆性材料是很难实现的。因为 这不仅要求试件做得绝对光滑、对称，还要求试验机夹头绝对垂直对中，没有偏斜，在试验中负 荷顺序要排列得好。这就使得拉伸试验费用高而且精度难以保证，这也是为什么玻璃的强度测试 广泛采用抗弯强度的原因。即使以上条件都能得到保证，试样内部的微缺陷也可以导致应力集中 而无法得到绝对均匀应力。从本质上说，弯曲强度是代表局部拉伸条件下的抗拉强度。或者说是 在一定应力梯度条件下的拉伸强度。

为了解决拉伸试验中产生的不可避免的误差和试样加工中的困难以及节约试验费用，可以用 弯曲强度来估算脆性材料的拉伸强度。因为拉伸强度和弯曲强度都是由于拉应力引起的破坏，它 们的区别只是应力状态不同，即均匀拉伸和非均匀拉伸，以及在整个试样中受拉区域大小不同。 实际上，脆性材料的断裂是由一个跟材料性能有关的区域（process zone)内的平均应力控制, 而非由一点的很大应力（应力峰值）决定。