А такого размера трещина обычно соответствует гриффитсовой критическойдлине. Следовательно, трещина может расти, начиная примерно с этой длины,причем, конечно, момент начала роста сильно зависит от приложенной нагрузки.
Но после того, как трещина двинулась вперед, ситуация обостряется. Концентрациянапряжений увеличивается, баланс энергии все более и более склоняется впользу развития трещины. Если внешняя нагрузка не снимается, рост трещиныбыстро ускоряется и вскоре достигает максимально возможной величины (обычноона составляет приблизительно 38% от скорости звука). Для стекла это около6500 км/час (что и наблюдалось в эксперименте). Ну, а в это время волнынапряжений гуляют, наверное, в материале во всех направлениях со скоростьюзвука (то есть быстрее, чем распространяются трещины), отражаясь как отстарых, так и от вновь образовавшихся поверхностей, и дело закончится,вероятно, далеко не одной трещиной. Иными словами, материал разбиваетсявдребезги. Это оказывается возможным благодаря тому, что при больших напряженияхобщая упругая энергия материала “заплатит” за образование множества новыхповерхностей; в самом деле, при теоретической прочности она могла бы “рассчитаться”за разделение всего материала на слои толщиной в один атомный размер.
Совершенно хрупкие материалы вроде стекла достаточно надежны лишь приочень малых напряжениях. Стекло, например, можно использовать в витринемагазина, потому что в этом случае гриффитсова длина трещины достаточновелика и материал не боится небольших царапин или иных повреждений поверхности.Но если мы хотим работать с высокими уровнями напряжений, где-нибудь околотеоретической прочности стекла, мы не имеем права допускать появления наповерхности даже самых мельчайших трещин. Ведь стоит только одной трещинеувеличиться до критической длины (а она может быть порядка тысячи ангстрем- одной десятой микрона), как наступит катастрофическое разрушение. Именнопоэтому применение однородных хрупких материалов при серьезных нагрузкахчересчур опасно.
Нельзя сказать, что отсутствие у некоторых материалов способности сопротивлятьсяраспространению трещин казалось всегда недостатком первобытному человеку- он мог делать из кремня и обсидиана различные режущие инструменты. Практическиэти минералы представляют собой природные стекла. Если обладать необходимыминавыками, то легкого нажатия рукой на деревянный нож достаточно, чтобыотщепить длинную полоску минерала, которая сама может затем использоватьсяв качестве ножа. Обработка же нехрупких камней, таких, как нефрит, можетбыть выполнена только с помощью гораздо более трудоемкого процесса-шлифовки.Чаще всего растягивающие напряжения возникают в инструментах вследствиеизгиба, поэтому, придавая каменным инструментам компактные формы, можноне допустить больших напряжений и обеспечить достаточный срок их службы.Конечно, оружие типа каменного меча было бы совершенно непрактичным.
