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強(qiáng)韌化 5.1復(fù)合材料的強(qiáng)度,分析復(fù)合材料破環(huán)行為的兩種表達(dá)方式 作為引起材料的變形、損傷程度及最終破壞的載荷的函數(shù) 描述為復(fù)合材料發(fā)生應(yīng)變時(shí)內(nèi)部所吸收的能量。（韌性）,纖維與基體的斷裂 基體的開(kāi)裂 基體的切變,5.1.1 長(zhǎng)纖維復(fù)合材料的斷裂模式,纖維的斷裂應(yīng)變大于基體的斷裂應(yīng)變,纖維的斷裂應(yīng)變小于基體的斷裂應(yīng)變,,,與纖維平行的載荷 最初的斷裂通常發(fā)生在最弱處 應(yīng)力值增加 發(fā)生材料全體的斷裂 兩個(gè)類型 累積損傷模型 纖維斷裂傳播模型,與纖維平行的應(yīng)力σ1在裂紋附近增長(zhǎng)較快,在裂紋的傳播方向上也存在顯著的橫向應(yīng)力,,纖維與基體的剛性比越大，應(yīng)力集中越嚴(yán)重； 界面剪切強(qiáng)度接近0時(shí)，應(yīng)力集中可以忽略不計(jì)； 相鄰纖維之間的距離增大（纖維的體積分?jǐn)?shù)減少），則應(yīng)力集中會(huì)減輕。,環(huán)氧樹(shù)脂/碳纖維 界面強(qiáng)度較大 產(chǎn)生大的應(yīng)力集中 呈現(xiàn)出貫通大的纖維束的傾向,聚酯/玻璃,聚酯/Kevlar纖維 連接較弱，發(fā)生了大范圍的纖維拔出,有害的環(huán)境，沿裂紋進(jìn)行浸透，纖維強(qiáng)度顯著下降,橫向拉伸斷裂,強(qiáng)度及應(yīng)變都顯著降低 局部應(yīng)力 纖維對(duì)橫向強(qiáng)度沒(méi)有貢獻(xiàn),對(duì)于橫向載荷，泊松比有下降的傾向,,剪切斷裂,壓縮斷裂,,5.1.2 受到非軸向載荷的單層板的斷裂,1） 最大應(yīng)力學(xué)說(shuō) 在單純的最大應(yīng)力學(xué)說(shuō)中，假定與纖維平行或垂直的應(yīng)力達(dá)到某一極限值時(shí)，發(fā)生斷裂。,,,其他的斷裂學(xué)說(shuō),在組合應(yīng)力，特別是對(duì)疊層板的各個(gè)層片施加平面應(yīng)力的條件下，對(duì)長(zhǎng)纖維復(fù)合材料的斷裂進(jìn)行了各種預(yù)測(cè)。Rowlands于1985年發(fā)表了對(duì)該方法的展望。大部分方法都是基于對(duì)金屬展開(kāi)的屈服標(biāo)準(zhǔn)的采用。最為一般的是Tresca與Mises的屈服標(biāo)準(zhǔn)。Tresca的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于達(dá)到最大剪切應(yīng)力的極限值時(shí)發(fā)生的屈服,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),5.1.3 疊層板的強(qiáng)度,層間應(yīng)力,末端效應(yīng),5.1.4 受到內(nèi)壓的圓管的破損,5.2. 復(fù)合材料的韌性,受到負(fù)荷的材料所吸收的能量與應(yīng)力同等重要 韌性優(yōu)異的材料在斷裂時(shí)需要大的能量 在受到?jīng)_擊等多種負(fù)荷的情況下，材料是吸收一定的能量而斷裂 在很多情況下，決定材料性能的是斷裂韌性。,5.2.1 斷裂機(jī)理基本概念,材料的斷裂是由于裂紋周圍積蓄的能量隨裂紋的擴(kuò)展而釋放所發(fā)生。 如果能量不能達(dá)到平衡，則裂紋不擴(kuò)展。 裂紋先端的高應(yīng)力與裂紋傳播的能量不能取得平衡時(shí)，裂紋不發(fā)生擴(kuò)展。 在一般的金屬材料中，由于晶粒界上滑移高頻率地發(fā)生，所以顯示出高的斷裂韌性。,,,臨界長(zhǎng)度,能量釋放率,,完全的開(kāi)口模式（KII=0）中，φ=0；完全的剪切模式（KI=0）中，φ=90。,以應(yīng)力或能量基礎(chǔ)的裂紋變形,以裂紋先端的應(yīng)力為焦點(diǎn)。指出在受到與纖維平行的負(fù)荷的復(fù)合材料中，裂紋接近纖維時(shí)，在裂紋的先端產(chǎn)生橫向應(yīng)力，這樣的應(yīng)力使界面開(kāi)口，使來(lái)自纖維插入部的裂紋鈍化，或者發(fā)生使裂紋變形的傾斜。 能量基礎(chǔ)的裂紋變形的標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)模塊中產(chǎn)生的裂紋，隨著裂紋的增大而向另一模塊擴(kuò)展。所以可以推測(cè)，通過(guò)施加為了使裂紋擴(kuò)展的負(fù)荷，能夠使裂紋在該過(guò)程中貫通到另一模塊，或者是發(fā)生沿著界面的變形。,,5.2.2 對(duì)斷裂能量的貢獻(xiàn),通常的工業(yè)材料中要求優(yōu)異的斷裂韌性。關(guān)于斷裂韌性，對(duì)于復(fù)合材料有利的是促進(jìn)材料內(nèi)對(duì)能量的吸收的機(jī)制。而且，理解對(duì)該能量吸收的控制機(jī)理也是十分主要的。,提高斷裂韌性,使強(qiáng)化材料分布均勻，限制顆?；蚶w維的尺寸，改善成形工序。優(yōu)異的界面強(qiáng)度的提高。 非金屬基體，對(duì)于基體的能量吸收，雖然是有限的范圍，但是，強(qiáng)韌化的機(jī)理還是有很大意義的。 塑料基復(fù)合材料的韌性的改善，其基本想法也是使用其韌性高于基體的強(qiáng)化材料。,基體的變形,金屬基體一般在裂紋附近產(chǎn)生大的滑移，所以具有高的斷裂韌性。但是高分子材料（特別是熱固性樹(shù)脂）與陶瓷的斷裂韌性一般較低。 復(fù)合材料的斷裂中基體的變形，與同一材料非強(qiáng)化狀態(tài)下的變形相比，有很大的不同。 基體的變形會(huì)受到很多約束，在剛性高的纖維周圍的基體，不能進(jìn)行自由的變形，負(fù)荷的傳遞的不同。 裂紋附近的應(yīng)力是三維應(yīng)力場(chǎng)，阻礙基體伴隨著變形的塑性流動(dòng)。 橫向的拉伸應(yīng)力，阻礙了塑性流動(dòng)，卻在材料中產(chǎn)生了空洞，反而容易斷裂。,纖維的斷裂,復(fù)合材料的的斷裂中纖維的斷裂是其基本形式。 斷裂能量中纖維斷裂所占的比例很小。 有機(jī)體系纖維的斷裂能量也較大。例如KevlarTM纖維。 金屬纖維的斷裂能量比無(wú)機(jī)纖維要大，強(qiáng)化混凝土中鋼筋的體積比雖然較低，但仍然能夠得到好的效果， 在復(fù)合材料中，如果不能充分利用纖維的性能，提高韌性是比較困難的。,界面剝離,在復(fù)合材料的斷裂過(guò)程中常常發(fā)生。 裂紋向著與纖維排列方向相垂直的方向擴(kuò)展，裂紋在到達(dá)界面時(shí)，可能會(huì)在界面產(chǎn)生剝離。 界面剝離是由橫向載荷或剪切載荷所產(chǎn)生的。,摩擦滑動(dòng)與纖維的拔出抵抗,通常的纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的斷裂能量，是在界面上的摩擦滑動(dòng)而進(jìn)行。斷裂的能量吸收會(huì)因界面的粗糙度、接觸壓力或滑動(dòng)距離而不同。,微小結(jié)構(gòu)的效果,為控制復(fù)合材料的斷裂能量，有改變纖維的長(zhǎng)度、纖維的方向、進(jìn)而改變界面特性等多種方法。關(guān)于纖維的方向的效果，有以下所示的研究結(jié)果。,,a）定向疊層材料,b）金屬基復(fù)合材料,界面特性的控制,5.2.3 準(zhǔn)臨界裂紋的擴(kuò)展,在裂紋擴(kuò)展過(guò)程中，在能量釋放速率低于臨界值時(shí)，會(huì)發(fā)生急劇的斷裂。 兩種情況。 第一，如果負(fù)荷由某種方法而變動(dòng)，則在裂紋先端的局部，僅發(fā)生少量的裂紋擴(kuò)展。 第二，裂紋先端浸入腐蝕液的部分韌性下降。,疲勞,對(duì)于金屬基復(fù)合材料，疲勞斷裂是重要的研究課題。對(duì)于疲勞的分析，一般是進(jìn)行關(guān)于重復(fù)負(fù)荷中最大載荷與最小載荷之間的應(yīng)力擴(kuò)大系數(shù)的差ΔK進(jìn)行研究。最初發(fā)生斷裂的最大值Kmax，是由循環(huán)放出的能量與ΔK相關(guān)而求出。所以，以負(fù)荷應(yīng)力的大小ΔK作為表示值而使用應(yīng)力比R（Kmim/ Kmax）。裂紋擴(kuò)展的抵抗。,,玻璃纖維強(qiáng)化的塑料復(fù)合材料的最大應(yīng)力振幅與斷裂重復(fù)次數(shù),（a）金屬基復(fù)合材料。優(yōu)異的疲勞特性，表現(xiàn)在定向強(qiáng)化復(fù)合材料的纖維方向施加負(fù)荷應(yīng)力時(shí)。 （b）根據(jù)纖維不同方向上計(jì)算的對(duì)于各個(gè)斷裂重復(fù)次數(shù)Nf的負(fù)荷應(yīng)力。,應(yīng)力腐蝕裂紋,應(yīng)力腐蝕所產(chǎn)生的裂紋，是由于腐蝕液浸入了斷面先端，從而促進(jìn)了準(zhǔn)臨界裂紋的生長(zhǎng)而造成的。材料的局部韌性下降的微觀機(jī)理，因材料的種類及環(huán)境條件而變化。 例如，在鋁基材料中，在包含水分及鹽分的空氣中，疲勞裂紋會(huì)以通常的5～10倍的速度擴(kuò)展。對(duì)于塑料基復(fù)合材料，基體的行為因液體的存在而敏感地變化。,5.3 陶瓷基復(fù)合材料的韌化 5.3.1 韌化的分類與特征,屏蔽機(jī)理,在裂紋尖端施加應(yīng)力，產(chǎn)生與原材料不同特性的區(qū)域，使應(yīng)力集中緩和的機(jī)理稱為屏蔽機(jī)理(Shielding Mechanism)或裂紋屏蔽機(jī)理(Crack Shielding Mechanism)。它在陶瓷基復(fù)合材料的強(qiáng)韌化中起著重要的作用。其主要特征是基體和纖維的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子經(jīng)復(fù)合化后雖然都沒(méi)有變化，但作為復(fù)合材料的整體，臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子卻發(fā)生了變化。它是可以使臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子和斷裂能量同時(shí)增大的有效手段。,屏蔽機(jī)理,①?gòu)?qiáng)化相直接承受力，產(chǎn)生屏蔽效果 可得到現(xiàn)狀下最大的韌化。適合于纖維、顆粒等多種強(qiáng)化材料。對(duì)于連續(xù)纖維強(qiáng)化的玻璃和陶瓷材料，獲得了35Mpa m1/2的斷裂韌性值。而且宏觀斷裂過(guò)程是積累性，而不是災(zāi)難性斷裂。因此可以得到單體陶瓷所不具備的斷裂機(jī)理。該機(jī)理用于晶須或短纖維時(shí)效果較差，但可以減小使用連續(xù)纖維時(shí)的各向異性。,屏蔽機(jī)理,②強(qiáng)化相不直接承受力，但影響斷裂過(guò)程中的相互作用 在激活區(qū)(Zone Wake)殘留的微裂紋或ZrO2相變等引起的殘余壓應(yīng)力的作用帶來(lái)的韌化。該機(jī)理所得到的最大韌化約為10 MPa m1/2。在使用短纖維強(qiáng)化時(shí)，如果能避免缺陷，則可以大幅度提高強(qiáng)度。,非屏蔽機(jī)理,非屏蔽機(jī)理主要是利用裂紋與材料間的相互作用而消耗額外的能量，因此對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的貢獻(xiàn)很小，主要是使斷裂能量提高。這種相互作用可以使裂紋發(fā)生彎曲或偏轉(zhuǎn)，與直進(jìn)模式相比路徑變得復(fù)雜?？赡馨l(fā)生主裂紋以外的斷裂方式，所以與單體基體相比所需能量增大。,5.3.2 相變及微裂紋韌化,在屏蔽韌化機(jī)理中，相變及微裂紋韌化是主要的兩類。二者的共同點(diǎn)在于都是在主裂紋附近產(chǎn)生應(yīng)力集中而形成體積膨脹，從而達(dá)到韌化的目的。,應(yīng)力-應(yīng)變曲線,假定由于相變或微裂紋引起的體積膨脹使平均法線應(yīng)力由起始值到達(dá)飽和值，此時(shí)平均應(yīng)力(=?11+?22+?33)與體積膨脹應(yīng)變(=?11+?22+?33)的關(guān)系,應(yīng)力-應(yīng)變曲線,平均應(yīng)力和平均應(yīng)變的關(guān)系可由下式所定(2)。 O-A ： ?ij=2G?ij +B A-B ： ?ij=2G??ij +B?(-e* ) (4.2) B-C ： ?ij=2G??ij +B?(- e*s ) ?ij 式中G為剪切彈性模量，B為體積彈性模量，上標(biāo)“?”、“?”表示A-B和C-D間的物理量， e*為膨脹應(yīng)變，e*s為B點(diǎn)的飽和膨脹應(yīng)變。,膨脹應(yīng)變與韌化,應(yīng)力隨距裂紋距離的接近而增大，且在尖端附近形成馬氏體相變或發(fā)生微裂紋的區(qū)域（稱為相變區(qū)，Process Zone 或 Frontal Process Zone）。該區(qū)域隨荷重的增加而擴(kuò)展。裂紋擴(kuò)展，在兩側(cè)留下幾乎一定寬度的殘留膨脹應(yīng)變區(qū)(b)。該區(qū)域的膨脹應(yīng)變e*ij在陶瓷的韌化中起著重要的作用。,,膨脹應(yīng)變與韌化,上述相變區(qū)的尺寸與試樣整體相比很小，其外側(cè)應(yīng)力分布可以可以用線性彈性論近似。 式中K?為由負(fù)荷所決定的應(yīng)力強(qiáng)度因子，r為距裂紋尖端的距離，fij(?)為形狀系數(shù)，由裂紋形狀和加載方式所決定。,,膨脹應(yīng)變與韌化,另一方面，相變區(qū)的內(nèi)側(cè)，由于膨脹應(yīng)變的逐漸發(fā)生使應(yīng)力分布散亂。但在距裂紋尖端很近的地方e*達(dá)到飽和，其應(yīng)力分布可以用線性彈性論近似。 式中KC為受膨脹應(yīng)變影響的裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子。它與K?有不同的值，相當(dāng)于式4.1中的Ktip。。當(dāng)KC達(dá)到臨界值KCIC時(shí)，斷裂發(fā)生。e*的效果可用?KC表達(dá)。 ?KC = K? - KC 即由屏蔽機(jī)理K?隨荷重而增加，此為表觀現(xiàn)象。而實(shí)際的斷裂過(guò)程則由KC所支配。所以?KC 越大，表示韌化效果越好。,,膨脹應(yīng)變與韌化,關(guān)于膨脹應(yīng)變對(duì)?KC 的影響效果，由兩種定量解析的模型。Meeking等的應(yīng)力理論和Budiansky等的能量理論。兩種模型從力學(xué)上講是等價(jià)的(4)，但從不同的出發(fā)點(diǎn)論述了韌化。它們對(duì)于理解韌化的機(jī)理都是有用的。,相變韌化,氧化鋯的馬氏體相變可以產(chǎn)生約5%的體積膨脹和約16%的剪切變形，其中的剪切變形可以由產(chǎn)生攣晶等方式抵消，從宏觀上看，能夠起到韌化效果的主要是體積變形膨脹。由韌化的能量模型可知 式中U(x2)為應(yīng)變能量密度，H為相變區(qū)寬度，為平均應(yīng)力，為飽和膨脹應(yīng)變，E為彈性模量，?為泊松比,,相變韌化,另一方面，假定相變區(qū)無(wú)限延伸，則由韌化的應(yīng)力理論模型，可得 由Budiansky可知，式4-8為膨脹系數(shù)很小時(shí)式4-6取極限所得。式4-7與式4-8的數(shù)值解的差別僅0.3%。 式4-6～式4-8中計(jì)算?Kc時(shí)需要H的值，通常H可由無(wú)膨脹應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力分布來(lái)估算。,,,,相變韌化,由此可以求得H在x2方向的最大值。 將上式代入，得 式中?為支配韌化的無(wú)量綱參數(shù)，定義為 這樣，?Kc與 成反比。由式4-10可知， 越小，H越大，韌化效果也大。,,,,,,,微裂紋韌化,主裂紋擴(kuò)展時(shí)，其尖端部高應(yīng)力區(qū)域很容易產(chǎn)生微裂紋。微裂紋是產(chǎn)生膨脹應(yīng)變的機(jī)理之一。這主要是由于在微裂紋產(chǎn)生之前，存在有局部的拉伸殘余應(yīng)力。這種殘余應(yīng)力 (a)發(fā)生在彈性模量與線膨脹系數(shù)各向異性的多晶體中，相鄰晶粒的主軸方向不同(8)。(b)是發(fā)生在顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中，顆粒的膨脹系數(shù)比基體大的場(chǎng)合,微裂紋韌化,無(wú)論哪種場(chǎng)合，燒結(jié)時(shí)從高溫到室溫的冷卻過(guò)程中，由于熱膨脹系數(shù)的差引起錯(cuò)配并產(chǎn)生殘余應(yīng)力。前者發(fā)生在晶粒界、后者發(fā)生在顆粒與基體的界面。還有一種機(jī)理適用于象氧化鋯一樣引起膨脹應(yīng)變的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料,微裂紋韌化,微裂紋韌化與相變韌化不同，在微裂紋發(fā)生時(shí)伴隨著彈性模量（Ec ?Ec’）和應(yīng)力強(qiáng)度因子（Kcc ? Kcc”）的變化。所以即使僅發(fā)生不伴隨相變區(qū)的前沿區(qū)，也可以由屏蔽機(jī)理達(dá)到韌化。設(shè)Vc為微裂紋的體積分?jǐn)?shù)，則應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化為 由能量理論，裂紋擴(kuò)展開(kāi)始時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度因子為,,,微裂紋韌化,實(shí)際上微裂紋的成長(zhǎng)具有復(fù)雜的多樣性，要找出在何種情況下出現(xiàn)什么樣的微裂紋的規(guī)律十分困難，因此也難以對(duì)er*和B”進(jìn)行解析。當(dāng)然，使用特殊的模型還是可以對(duì)解析極限嘗試，例如Hutchinson的解析，(a)適用于薄圓盤(pán)狀的微裂紋，(b)適用于由引起相變的顆粒形成的微裂紋。,微裂紋韌化,從以上的討論雖然可以得出在wake區(qū)開(kāi)口微裂紋越多，韌化效果也越好的結(jié)論。但是實(shí)際上可以想象到，當(dāng)微裂紋密度過(guò)高、尺寸過(guò)大時(shí)，會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生不良影響。而現(xiàn)狀是尚未進(jìn)行對(duì)含有這種惡化因素的解析。因此本節(jié)的討論應(yīng)限定在微裂紋密度非常低、尺寸非常小的范圍。,5.3.3 裂紋偏轉(zhuǎn),裂紋偏轉(zhuǎn)是指裂紋在材料中呈鋸齒狀的擴(kuò)展現(xiàn)象。復(fù)合材料中裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)的主要原因有：基體與強(qiáng)化相彈性模量的差異、界面效應(yīng)或熱錯(cuò)配產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的影響，特別是內(nèi)應(yīng)力的不均勻性和界面等與裂紋的相互作用。在主裂紋尖端產(chǎn)生微裂紋時(shí)，微裂紋會(huì)與主應(yīng)力軸垂直，隨后微裂紋間又可能形成連接。在這種場(chǎng)合，斷裂后可以觀察到裂紋的偏轉(zhuǎn)，并使強(qiáng)度和斷裂韌性發(fā)生變化。,裂紋偏轉(zhuǎn),裂紋在材料中呈鋸齒狀擴(kuò)展的模式，可以分為傾轉(zhuǎn)模式（titl mode）和扭轉(zhuǎn)模式（twist mode）兩類,裂紋偏轉(zhuǎn)裂紋偏轉(zhuǎn)使斷裂韌性提高的原因主要是由于裂紋以鋸齒狀擴(kuò)展時(shí)表面積的增多。在這種場(chǎng)合下，裂紋偏轉(zhuǎn)的角度是一個(gè)重要的參數(shù)。,考慮(a)中A0?B0?C0的路徑，即使經(jīng)過(guò)A0? A1?C1?C0的鋸齒狀或者是象(b)一樣經(jīng)過(guò)更為復(fù)雜的路徑，其表面積時(shí)相同的。裂紋偏轉(zhuǎn)引起韌化的主要原因在于隨著路徑變?yōu)殇忼X狀，實(shí)際的表面積增加。同時(shí)伴隨著裂紋的擴(kuò)展尖端應(yīng)力場(chǎng)分布變化，而從微觀上講斷裂已成為混合模式。,裂紋偏轉(zhuǎn),關(guān)于復(fù)合材料中裂紋的偏轉(zhuǎn)，F(xiàn)aber與Evans進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。在該理論中假定在復(fù)合材料中擴(kuò)展的裂紋，接近強(qiáng)化相時(shí)會(huì)形成圖4-14所示的裂紋扭轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)。對(duì)于不連續(xù)纖維、薄片和顆粒不同形狀的強(qiáng)化相，設(shè)定各自的裂紋路徑。由此路徑求出裂紋擴(kuò)展時(shí)平均能量釋放率。,,裂紋偏轉(zhuǎn),使用上述理論計(jì)算出的隨強(qiáng)化材料體積分?jǐn)?shù)的變化?？梢钥闯?，對(duì)應(yīng)同一體積分?jǐn)?shù)Vf，強(qiáng)化相的形狀效果如下 不連續(xù)纖維>板片狀>球狀,裂紋偏轉(zhuǎn),該理論假定裂紋不向強(qiáng)化相中擴(kuò)展，而且也未考慮界面強(qiáng)度等因素。但是有研究表明，即使時(shí)裂紋向第二相擴(kuò)展，也會(huì)產(chǎn)生裂紋偏轉(zhuǎn)，使斷裂韌性提高。 除Faber之外，對(duì)裂紋偏轉(zhuǎn)進(jìn)行理論分析的還有Kageyama、Chou等人，他們假定在proces zone發(fā)生納米級(jí)的微裂紋，由此產(chǎn)生裂紋偏轉(zhuǎn)。采用分配位錯(cuò)法（Distributed Dislocation Method）對(duì)斷裂韌性做了解析。 裂紋偏轉(zhuǎn)不僅具有強(qiáng)化相相當(dāng)?shù)某叽纾疫€可能具有宏觀（1～2mm）的周期性。此時(shí)應(yīng)力強(qiáng)度因子也會(huì)隨裂紋偏轉(zhuǎn)的周期而產(chǎn)生重復(fù)增大和減小的現(xiàn)象。而且這種周期增減性不僅發(fā)生在短纖維復(fù)合材料中，在連續(xù)纖維復(fù)合材料中也得到了證實(shí)。,5.3.4 裂紋彎曲,裂紋彎曲是指當(dāng)裂紋擴(kuò)展時(shí)由于強(qiáng)化相的阻礙使得尖端路徑彎曲，從而使測(cè)得的斷裂韌性值提高的機(jī)理。裂紋彎曲機(jī)理使由Large首先提出了基本思想，隨后由Evans將Large的理論向二維發(fā)展，從而奠定了現(xiàn)在的理論基礎(chǔ)。在該理論中，假定由于第二相的存在使在材料中擴(kuò)展的裂紋尖端由直線變成曲線是韌化的根本所在。其解析方法與金屬中存在有夾雜時(shí)對(duì)位錯(cuò)的作用相同。該機(jī)理多在第二相與基體結(jié)合強(qiáng)的場(chǎng)合觀察到。在顆粒強(qiáng)化玻璃、纖維強(qiáng)化玻璃等玻璃基復(fù)合材料中發(fā)表了較多的觀察結(jié)果。,