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武汉理工大学曹晓飞团队：脆性材料断裂行为裂纹竞争机制与仿生增韧策略

研之成理 2026-01-22 12:14

文章摘要

本研究由武汉理工大学曹晓飞团队开展，背景是钠钙玻璃等脆性材料在工程应用中因几何缺陷易导致裂纹扩展，影响结构安全。研究目的是通过实验与模拟，系统探究凹槽缺陷的厚度和角度参数对裂纹扩展路径及材料断裂性能的影响机制，并寻求增韧设计策略。研究结果表明，凹槽几何参数显著影响裂纹路径，呈现出完全渗透、部分偏转和完全偏转三种竞争模式，并给出了模式间的定量分界斜率。基于此，团队受生物结构启发，提出了一种仿生梯形凹槽结构，该结构能有效引导裂纹并改善断裂响应，为脆性材料的裂纹调控与结构增韧提供了创新的几何设计思路。

武汉理工大学曹晓飞团队：脆性材料断裂行为裂纹竞争机制与仿生增韧策略

查看文献： Crack path competition and biomimetic toughening strategy in soda-lime glass: Experimental study and phase-field simulation
查看期刊：Theoretical and Applied Fracture Mechanics

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