应力强度因子 — CAE术语解释

完全不同。应力集中系数Kt是「形状不连续处应力增大的倍数」（无量纲）。应力强度因子K是「裂纹尖端的应力场强度」，单位为[MPa√m]。没有裂纹就没有K的定义，有裂纹的话Kt就失去意义（理论上，裂纹尖端的应力是无限大的）。断裂力学使用K来判断「裂纹是否会扩展」。

是的。a是裂纹半长，随着裂纹增长，K也增大。当K达到K_IC（断裂韧性值）时，裂纹会不稳定地扩展并导致瞬间失效。例如，计算飞机机身中10mm裂纹时的K值，然后与K_IC比较，可以判断「当前是否安全，或者需要在下次检查前修复」。这是损伤容限设计的基础。

主要有3种方法。J积分法（基于能量的路径独立性）、位移外推法（从裂纹尖端附近的位移反推K值）、VCCT（虚拟裂纹闭合技术）。商用求解器中，Abaqus的轮廓积分请求、Ansys的断裂工具是常见做法。关键是在裂纹尖端使用1/4节点单元（Quarter Point Element）来表现应力奇异性。

这是根据裂纹开启方式进行的分类。模式I（张开）是沿裂纹面张开方向的拉伸，模式II（面内剪切）是沿裂纹面的滑动，模式III（面外剪切）是扭转方向。实际结构中多为混合模式（I+II等），但通常模式I最危险。

有限元法求解包含裂纹的模型时，基本方程与常规分析相同。

断裂韧性K_IC和J积分与应力强度因子直接相关。

最近XFEM（扩展有限元法）可以不依赖于网格划分来模拟裂纹，值得研究一下。这样裂纹扩展分析会轻松很多。