? ? ? ?機械密封端面的熱裂由于在很大程度上決定著機械密封的許用[PV]值，因此，機械密封向高參數發(fā)展的過程中，首先要搞清楚摩擦副環(huán)端面熱裂的機理。
? ? ? ?摩擦副環(huán)端面熱裂機理的研究，一方面是從彈性力學的角度出發(fā)，以強度應力為判據。當摩擦副環(huán)的溫度分布產生的熱應力達到材料的強度限后，端面就會產生熱裂。其中，根據摩擦副環(huán)的工作狀態(tài)熱裂的判據有兩點須加以說明。一點是摩擦副環(huán)在端面摩擦熱的作用下產生一個穩(wěn)定溫度場，以穩(wěn)定溫度場產生的定學熱應力作為端面熱裂的判據。另一點是摩擦副環(huán)在開、停車受到急冷或急熱的作用，摩擦副環(huán)在非穩(wěn)定溫度場產生的非定常熱應力作用下導致應力躍變，從而出現尖峰應力，尖峰應力隨著沖擊應力波以較大的速度作用摩擦副環(huán)，不斷循環(huán)使材料失去延性而發(fā)生脆化，對于脆性材料，嚴重時一次熱負荷就會產生脆性破壞。對于一些有一定延性的材料，非定常熱應力雖然超過材料的屈服點，在局部產生塑性應變，但不立即發(fā)生破壞而在四周影響下仍能壓回或拉回原來狀態(tài)。但尖峰應力太大時，則會出現剩余變形，這樣的延性材料也會在反復變化的作用下產生熱疲勞，而最后導致熱裂。當然這還要取決于溫度變化的速率，剩余應力的大小以及彈性波傳播的速度等許多因素。但總的來講對于脆性材料造成熱裂的原因是熱沖擊，而對于延性材料造成的熱裂原因是熱疲勞。
? ? ? ?上面所述的是以熱彈性力學觀點出發(fā)所得出的結論，對于一般的材料都能較好的適用。但是，對于一些含有微孔的材料和非均質的金屬陶瓷等都不適用，在這些材料中，由于熱沖擊下材料產生裂紋時，在裂紋的瞬時擴張過程中可能被晶界或金屬相、微孔所中止，而不導致破壞。這在強度應力理論中就不能得到解釋，于是，對待端面熱裂的問題上就出現了第二種處理方式，這就是以斷裂力學觀點出發(fā)以應變能斷裂能為判據的理論。
? ? ? ?在強度應力理論中，對熱應力的計算是假設材料的外形是完全剛性約束的，所以各處的內應力都處在最大熱應力值的狀態(tài)，這實際上只是一個條件最惡劣的力學模型。它假設材料是完全剛性的，而任何應力釋放如位錯運動，粘滯流動都是不存在的。按照斷裂力學的觀點，通常的材料都存在有一定大小、數量的微裂紋，在熱沖擊情況下，這些裂紋的產生、擴張、蔓延程度與材料積累的彈性應變能和裂紋擴展的斷裂表面能有關。
? ? ? ?其中Hasselman結合Kingery的工作，提出“熱應力裂紋安定性因子Rst”為：?