从材料力学角度解释冬天水管破裂而冰没有碎

水水5

不知道我这题目算不算理论探讨高端。
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这个题目是材料力学第八章强度理论中的课后思考题，话说当年我也去问老师来，老师也说的很像网上的，什么三向受压合力为零，我现在觉得网上的这个答案很可笑。冰的膨胀肯定受到了一定的限制，体积比不受水管禁锢时小。合力为零了怎么还缩小。考虑内力，任何一个稳定的状态的合力都为零。那水管的合力也为零，怎么就破了？
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! @7 ?- K4 e3 q1 G- P- s说说我的看法。不对请大侠批评，算是抛砖吧。不知道我这能不能算上砖。
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强度理论中分两大类，脆性材料的主要破坏形式是脆性断裂，第一第二强度理论适合。冰属于脆性材料，根据第二强度理论，由于三向受压，其最大应变小，不足以达到极限应变；且根据公式等效应力等于三者差，当然还有个泊松比系数，所以三向受压基本不可能破坏。
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; ]& A+ p5 i3 B! H- u水管属于塑性材料，破坏形式是塑性屈服。适用于第三第四强度理论。三向受拉恰是最坏的情况，形状改变比能最大，所以会破坏。

假想一下，冰里面包了个铁块，铁块也会有裂纹的吧

水水5

其实我觉得我自己仍然不懂。大侠们讨论一下吧

成形极限

三向受压如果均等，去除球张量，没有剪应力成份，不可能破坏

成形极限

你需要好好理解强度理论所述的破坏条件

逍遥处士

那个合力说的是外力。外为阳內为阴，内外不同。

原谅我今天

俺力学学得不好，不过俺觉得“冰没有碎”这个说法未必能反映真实情况。俺觉得它本来就是碎的，因为有了来自水管内壁的压力它才结成一整块的。俺这纯属臆测，如果觉得不对，可以无视。

LIAOYAO

一个简单受力问题，画几个矢量去理解就容易。
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通篇文字只会更晕人。

爱猫人士薛定谔

其实我想求张图，以前家里冬天也坏过水管，但没仔细看
在水管破坏之前，理论上冰不会裂开，但破坏是个动态过程，一般来说不会爆裂的，破坏的时候即使冰裂了，也弹不出来，也会连在上面的

zerowing

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9 n0 G" n' d( s; |# X% A$ z咱换个说法吧。你别去考虑什么水管还是冰。现在我们手上就是一个正四面体的春体单晶体。俺就这么给你比喻下。
$ f1 d% b) e  Z: p2 a) c你自己想想，均匀的去全面压这个正四面体会导致这个四面体解体吗？而均匀的去拉这个四面体，会解体吗？想明白了，再看这个问题就容易了。
2 P' ]$ A; K) N9 n然后，总的来说。材料被破坏，本质上是分子间或者晶体间的引力关系被拉断。即使是脆性材料的受压破坏，也必然是在另外的方向上受拉断裂。所以，说材料三向均压不会被破坏是有道理的。

1007344277

我感觉冰与金属根本就不是一回事，根本原理上就不是一回事，水管的冻裂不涉及相变，只是单纯的热胀冷缩导致出现裂缝，水的结冰是由内而外结晶的过程，这也就是为什么水的结冰是热胀冷缩的特例。水结冰时膨胀，将出现细微裂缝的水管涨裂，就是这样的