材料強度學的研究目的（3）

  一般地，要建立材料的失效準則，即發生失效的臨界狀態的判別式（這里不包括幾何強度不足引起的失效），必須注意以下兩個一般性要求：一是對同一材料，不論構件的幾何形狀及受力狀態如何，對應于同一種失效的條件應該是同一的；二是對不同的材料，如果是同一類材料（如脆性材料、韌性材料等），則其失效條件必須是同形的（即只是其中的一些材料常數發生變化）。未經這種一般性驗證的失效條件，一般只是個案（case by case）研究，而不是科學的具有通用性的失效評價準則。這種一般性要求，導致材料強度學必須從是失效的本質因素（即微觀機理或宏觀普遍真理如能量平衡等）入手，來研究材料的失效條件與形成強度特性的機制，反過來也說明了僅從實驗結果來建立破壞準則的經驗方法并不一定能給出具有普遍性的失效準則。建立了具有一般性的失效準則后，材料的強度特性實際上只需用一個或少數幾個簡單受力狀態下的應力或應變的臨界值來表示，而無須對每一種復雜受力狀態都給出一個臨界值。

    另一方面，材料的破壞或失效，總是在力（可以是外力，也可以是內力）的作用下發生的，歸根結底是力作用的結果，而且它并不是孤立地發生的，而是與破壞或失效發生前的作用力及其相應甚至包括其履歷相關的。因此，從因果律的角度看，研究材料破壞或失效的條件，應該是從破壞或失效發生前的受力及變形狀態出發，而不能以破壞發生后的狀態作為判斷的依據。但為了分析材料破壞的機理，我們常常需要對材料斷片進行微觀組織結構的觀測。此時實際上已包含了一個假定，即破壞或失效會引起宏觀參數的顯著變化或突變，但材料的微觀結構（破面除外）則不存在突變。這樣我們就可以通過對斷面組織結構的觀測，來得到材料發生破壞時的微觀組織結構形式。這一假定是我們從微觀結構方面進行材料強度特性分析的依據。

    必須指出，雖然對于傳統的常見材料，常見工況下的破壞準則和強度特性都是現成的，但對于不斷涌現的新材料或新環境下的材料破壞評價，一般其破壞機理與傳統材料有所不同，往往無法應用已有的破壞準則，而要求力學工作者去建立新的失效準則或對現有準則作必要的擴展。不僅如此，如何本質性地描述新材料的力學行為，如強度特性、變形特性等，也常需要新的方法。即使是對于傳統的常見材料，由于使用條件的化、苛刻化等原因，其破壞機理也遠沒有*搞清楚。這就要求我們必須對失效機理及材料強度特性等的成因有系統的知識，才能正確處理工程實際中涌現出的各種形式的破壞或失效的問題。