拉伸裂纹可以打破经典的速度限制

当一个材料受到拉伸应力时，它可能会产生裂纹，导致材料破裂。裂纹的运动是由能量平衡原理决定的，这个原理说，当裂纹前沿处的应力强度因子达到材料的断裂韧度时，裂纹就会扩展。断裂韧度是指单位面积上产生新的裂纹所需的能量。如果我们假设裂纹前沿处的能量耗散是集中在一个点上的，那么我们就可以用经典断裂力学来描述裂纹的动力学行为。

经典断裂力学告诉我们，一个拉伸裂纹的最大速度是瑞利波速度CR。瑞利波是一种表面波，它是由体波在自由表面上的干涉产生的。瑞利波速度cR通常小于体波速度cs和cp，其中cs是剪切波速度，cp是扩散波速度。当一个拉伸裂纹以小于cR的速度运动时，它可以从远处传来的弹性能量中获取足够的能量来继续扩展。

但是，当一个拉伸裂纹接近cR时，它就会遇到一个能量屏障。因为当裂纹速度超过cR时，从远处传来的弹性能量就不足以支持裂纹扩展了，而且还会形成一个负能量流，抵消了裂纹前沿处的能量耗散。所以，经典断裂力学认为，裂纹扩展速度大于cR是不可能的。