Indenter 0/ Ifertz eraek (a) Indenter Plastic zone (b) 图1仅人断裂形卷 (a)球压头引起的Hertz裂纹（凸）周继或棱雏侵入断裂形态(c)钠骏璃中径向裂纹t:】 (d)钠玻璃中的塑性区(dz)、侧向裂纹(Ic)及中间裂纹(5】 Fig.1 Fracture pattern of indentation 1.2断裂过程 大量实验表明，压头动静态侵入脆性固体的初期属于弹性接触。尖状的圆锥和棱锥压头 的弹性接触期很短，进入弹性接触不久，随着载荷增加，压头下方的脆性材料中便产生塑性 变形。球形压头则不同，其弹性接触期较长，随着接触时间增长（即载荷增加），被侵入体 的弹性变形和应力也增加，当侵入载荷超过某定值时，便在被侵入的脆性固体中产生Hertz 裂纹。随着载荷的继续增加并当其超过某临界值时，压头下方的材料中同样产生塑性变形。 不论上述哪种压头，当其与被侵入体的接触由弹性进入非弹性阶段时，随着侵入载荷不断增 加，都会在被侵入脆体中产生3种标志着弹塑性侵入状态的基本裂纹。 大量实验证明，上述各种压头动静态侵入脆性固体时3种基木裂纹的形成及扩展过程普 遍表现为：中间裂纹在压头加载期形成，H©rtz裂纹在这一期逃一步扩展：径向裂纹有时 在加载期形成有时在御载期产生；侧向裂纹在卸载期形成并扩展。除Hertz裂纹外，3种基 本裂纹均在卸载期进一步扩展。 1.3损伤形态 侵入过程中除产生断裂外，压头下方的材料中还形成一个塑性区或密实区，该区内往往 有剪切流动发生。静态侵入实验表明塑性区的形状近似半球，如图1。Marshal1(1a)在实验 中发现，虽然静侵入时塑性区为半球形，但动侵入时该区的深宽比为0.8而非0,5，即似半椭 球状。而且接触区半径ā相同时，动侵人产生的塑性区比静态的小，但开裂范围却比静态 大。Marshal11o?等人在静态和动态侵入钠玻璃及硫化锌时还观察到二次侧向开裂现象。 ·403·、 忿 了飞 ， 图 侵人 断 裂 形 态 。 球 压 头引起的 裂纹 圆 锥或棱锥侵人断裂形 态 钠 玻璃 中径向裂纹 〔 〕 钠玻璃中的 塑 性 区 、 侧向裂 纹 及中间裂纹 仁勃 三 呈 断 裂过 程 大量实验表明 ， 压头 动静态侵人 脆性 固体的初期属于弹性接 触 。 尖状的 圆锥和棱锥 压头 的 弹性 接 触期很短 ， 进 人弹性 接触不久 ， 随 着载荷增加 ， 压头 下方的脆性 材料 中便 产生塑性 变形 。 球形 压头 则不 同 ， 其弹性 接触期较长 ， 随着接触时 间增长 即载荷增加 ， 被侵人体 的 弹性 变形和应力也增加 ， 当侵 入载荷超 过某定值时 ， 便在被侵人 的脆性 固体 中产 生 裂纹 。 随着载荷的 继续增加并当其超 过某临界值时 ， 压头 下方的材料 中同样产生 塑性 变形 。 不 论上述哪 种 压头 ， 当其与被侵入 体的接触 由弹性 进 入非弹性阶 段时 ， 随着侵入载荷不断增 加 ， 都会在被侵 入脆体 中产生 种标志 着弹塑性侵入状态的基本裂纹 。 大 量实验证 明 ， 上述各种 压头动静态侵 入 脆性 固体时 种基本 裂纹 的 形 成 及扩展 过程普 遍表现为 中间裂纹在 压头加 载期形 成 ， 裂纹 在 这 一时 期进 一 步扩展 径 向裂纹有 时 在加载期形 成有时在 卸载期产生 侧 向裂纹在卸载期 形 成并 扩展 。 除 。 。 比 裂纹外 ， 种 基 本裂纹 均在卸载期进 一 步扩展 。 损 伤形 态 侵人 过程 中除 产生断裂 外 ， 压头 下方的材料 中还形 成一 个塑性 区或密 实区 ， 该 区 内往往 有剪切 流动发 生 。 静态侵 入 实验表明 塑性 区的形状近似半球 ， 如 图 。 〔 ’ “ ’ 在实验 中发 现 ， 虽然静侵人时 塑性 区 为半球形 ， 但 动侵入时该 区的深 宽 比为 而 非。 ， 即似半椭 球状 。 而 且接 触区半径 。 相 同时 ， 动侵人 产生的 塑性区 比静态的 小 ， 但开 裂范围 却 比 静 态 大 。 盯 ’ “ 等人 在静态和动态侵入钠玻 璃 及硫化锌时 还 观察到二 次侧 向开裂现象