斷裂力學試驗

斷裂力學(Fracture Mechanics)，1921年英國科學家Griffith研究“為什麼玻璃的實際強度比從它的分子結構所預期的強度低得多？”，推測“由於微小的裂紋所引起的應力集中而產生”，提出適合於判斷脆性材料的與材料裂紋尺寸有關的斷裂準則——能量準則。

常用的試驗有下列四種：

①三點彎曲試驗

這是斷裂韌性測試中應用最廣的一種。因試驗中對試樣進行三點彎曲加載而得名。三點彎曲試驗用於測定應力強度因子KI、裂紋張開位移δ和J積分等參量。試驗中通過測得的載荷- 位移（裂紋嘴張開位移或施力點位移）曲線，可計算出與臨界條件相應的參量值。

②緊湊拉伸試驗

和其他具有同等測試能力的試驗相比，這種試驗的體積最小(尺寸緊湊)，因而得名。緊湊拉伸試驗已在斷裂韌性和裂紋擴展速度測試中得到廣泛應用，特別是被用於核壓力容器材料的評價和研究中。試驗時通過加載孔對試樣施加拉伸載荷。

③落錘試驗

落錘試驗屬於動態斷裂試驗，它是一種特製的簡支梁式的試驗。試樣的受拉伸表面上，堆焊一條縱向的脆性焊道，在焊道上鋸一個橫向切口。試驗時，將試樣冷卻到一定的温度，讓錘頭自由落下，對試樣作一衝擊，並測出使試樣脆性焊道上的切口開裂到邊緣的最高温度。這温度稱為材料的無延性轉變温度,簡稱NDT。它在設計中作為材料的最低使用温度。

④寬板試驗

寬板試驗是一種大型的試驗室試驗。在很多情況下，它可以模擬實際焊接結構的斷裂。試樣縱向焊縫兩側預先製成的切口用於模擬裂縫。試驗時，在所要求的温度下對試板施加拉伸載荷，並測量切口達到開裂時的載荷和應變。低於某一温度時，試板在低應力下就開裂；而在該温度以上，斷裂前試板發生屈服，併產生大的應變，這個温度就是脆性斷裂起始温度。這種試驗往往要求試驗機具有數千噸的加載能力。

斷裂試驗是隨工程斷裂問題的研究和斷裂力學的發展而發展起來的。到目前止，用三點彎曲試驗、緊湊拉伸試驗測試臨界的K_I、δ和J積分的試驗方法以及落錘試驗的試驗方法等已經標準化，但尚需進一步完善。而另一些與環境因素有關的試驗、結構模擬試驗等則仍在發展之中，有待標準化。另外，各種斷裂試驗之間的相互關係，試驗室試驗與結構運行性能之間的關係等，都有待進一步積累數據和研究。