動的破壊力学
動的破壊力学的理论基础
动态断裂力学
老师，动态断裂和静态断裂有什么区别？
动态断裂是裂纹高速传播的现象。裂纹尖端速度接近瑞利波速度（材料的表面波速度）。冲击载荷导致的脆性断裂、管道的快速裂纹扩展是典型例子。
动态SIF
$k(\dot{a})$ 是依赖于裂纹速度 $\dot{a}$ 的动态修正系数。当 $\dot{a} \to c_R$（瑞利波速度）时，$k \to 0$。
FEM中的动态断裂
总结
夏比冲击试验诞生的理由
夏比冲击试验是1901年由法国工程师乔治·夏比为了简便评估钢材的脆性-延性转变而设计的。当时钢桥和压力容器在冬季的脆性断裂已成为社会问题，-40℃下27J以上（ISO标准）的要求值至今仍在使用。作为动态断裂力学的先驱性试验而留名。
数值解法与实现
动态断裂的FEM
```
*MAT_ADD_EROSION
$ 最大主应变导致元素删除
```
Abaqus/Explicit:
```
DAMAGE INITIATION + DAMAGE EVOLUTION + STATUS
```
单元损伤达到1.0时删除（STATUS）。
总结
动态应力强度因子Kd的计算方法
动态断裂中，由于应力波的传播导致应力场随时间变化，不能直接使用准静态的KIc。动态应力强度因子KId通过高速摄像机观测裂纹尖端应力条纹（涂层法·等色条纹）来求取精度较高，但用FEM的虚拟节点力法也能获得±10%的精度。传播速度超过瑞利波速的0.3倍时，KI/KId比会急剧变化。
動的破壊力学動的破壊力学实践指南
动态断裂的实务
管道快速裂纹扩展（DF: Dynamic Fracture）。燃气管道中裂纹以声速传播的事故。
实务检查清单
汽车碰撞分析中的延性断裂
汽车碰撞安全分析中，判断钢板是否断裂至关重要。高强度钢（590MPa级）的冲击断裂发生在位移速度5~10m/s时，断裂能量比准静态断裂低20~30%。丰田使用LS-DYNA的动态断裂模型（Johnson-Cook准则），将侧面碰撞中乘员保护结构断裂的预测精度改善到±15%以内。
動的破壊力学软件与求解器比较
工具
LS-DYNA动态断裂分析的实力
LS-DYNA实现了SPH法、EFG法、近场动力学法等多种动态断裂分析方法。通用汽车公司使用ls-dyna的XFEM功能（2016年追加）进行保险杠的裂纹扩展分析，在5~10ms单位的时间历程上与试验的一致性达到95%以上。碰撞分析中与Material Type 24（Johnson-Cook）的组合是实务中的标准。
尖端技术
动态断裂的尖端
应变率依赖断裂韧性的材料数据
动态断裂韧性KId强烈依赖于应变率dε/dt。碳钢A508从准静态KIc=120 MPa√m到冲击KId=60~80 MPa√m下降（应变率1000 /s）。这个差异在反应堆压力容器的热冲击分析中很重要，ASME规范附录G规定了根据估计的应变率求取修正系数的步骤。