脆性破裂 — CAE术语解说

对的。脆性破裂是「几乎不伴随塑性变形的快速破坏」，裂纹在瞬间传播，没有时间吸收能量。历史上著名的惨剧是第二次世界大战期间自由船船体断裂事故。焊接部缺陷在低温下急速开口。

钢铁材料有「延性-脆性转变温度（DBTT）」这样的特征温度，在该温度以下破坏靱性$K_{Ic}$会急剧下降。对BCC结构金属（铁、铬等）特别明显。在零下的寒冷地带的结构物或液化天然气（LNG）罐（-162℃）的设计中，这种低温脆性是设计的出发点。

破坏力学方法是基础。用FEM计算裂纹尖端的应力强度因子$K_I$，与材料的破坏靱性$K_{Ic}$进行比较。当$K_I < K_{Ic}$时是安全的——这是破坏力学的基本判定。Ansys Mechanical的裂纹工具箱或Abaqus的破坏力学模块可以实现。

直接相关。汽车碰撞试验中，钢板通常进行延性变形，但超高强度钢（强度超过1500MPa）在碰撞的高速变形下可能出现脆性开裂。这种转变可以通过在FEM的材料模型（如Johnson-Cook模型）中加入高应变速率效应和断裂条件来重现。

是的。特别是在LNG罐和北海海洋结构物中，低温下的破坏靱性试验（夏比冲击试验）已经成为规范要求。CAE工程师也需要在理解材料脆性特性的基础上进行破坏力学评估。