残余应力固体的动力学碎裂：从微观不稳定性到普适尺度律

残余应力固体的动力学碎裂涉及储存弹性能、应力波传播与裂纹不稳定性之间复杂的相互作用。本文通过高速 projectile 碰撞实验和一种新型微观机械网络模型，研究了化学增韧玻璃的断裂力学。我们严格通过预先施加的非弹性应变（等效应变）分布，将残余应力纳入离散格子框架，作为等效体力和面力形式，以确保网格无关的断裂路径。我们的实验和模拟结果表明，随着冲击能量的增加，断裂拓扑从粗到细，但累计碎片大小分布始终遵循指数衰减。关键在于，我们发现一种普适尺度律：在由平均碎片面积归一化后，来自不同加载条件和应力轮廓的碎片大小分布可以折叠到单一的主曲线上。此外，模型阐明了碎裂的决定因素，表明结果碎片大小不仅由残余应力的大小决定，也由应力梯度的陡峭程度决定。在微观尺度上，我们识别出一种动态不稳定机制，即裂纹尖端前方的非顺序键合断裂导致局部裂纹速度超过瑞利波速（$c_r$）。这些被捕获的微分支，类似于布里奇-安德鲁斯机制，为学位断裂学中观察到的“舌头状”特征和刮刀带提供了物理解释。