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水切割機在流體射出噴嘴的過程中，除了壓縮性起作用外，液體與噴嘴壁之間及液體內部之間的摩擦也在起作用。考慮到摩擦的存在，射流橫斷面的流速大小就不一樣，從噴嘴內壁到射流中心，射流速度由零逐漸增大，在軸心處達到最大值。不計摩擦和液體收縮的損失，液體無摩擦的理想流速計算材料破壞過程的一個重要因素。流體滲入微小裂縫、細小通道和微小孔隙及其他缺陷處，降低了材料的強度，有效地參與了材料的失效過程。同時，液體穿透進入微觀裂縫，在材料內部造成了瞬時的強大壓力，其結果在拉應力作用下，使微粒從大塊材料上破裂出來。可以認為，所有固體材料都是由不同程度的微觀裂縫開始破壞的。這些裂縫對材料的強度和失效的特性有明顯的影響。在射流打擊應力作用下，特別是當作用應力超過材料的強度時，材料內部以及延伸到表面的裂縫數量均有所增加。裂縫的生成與擴展，最終導致了材料的失效。

    從上述分析可以看出，射流打擊力是使材料破壞的首要因素，而材料的力學性能（抗拉、抗壓強度等）和結構特性（微觀裂縫、孔隙率等）以及液體對材料的滲透性等是影響材料失效快慢的重要因素。

    現有射流理論均是在試驗的基礎上得出的，并都是以許多假設為前提的。由于試驗條件和方法、考慮問題的著重點及對試驗結果的分析認識等方面的差異，得出了各種不同的結論。這些結論雖都不很全面準確，但都各有特色。大致了解一下這些理論的思路及分析方法，對加深理解射流作用下的材料失效過程與機理很有益處。

    射流理論研究主要包括兩方面內容：首先是分析射流打擊材料表面上的作用力的情況，主要是打擊力及其引起的應力分布；其次是分析材料在這些力的作用下的失效。

    最初的理論研究是將射流近似看作“彈性固體錘”。Daniel、Rowlands及Singh和Hartman等通過試驗均發(fā)現并分析了射流打擊在材料上產生的應力波繼而分析了材料在這些應力波作用下的破壞而Farmer和Attewell則在粒子穿透低密度靶件材料的實驗基礎上，再考慮到射流連續(xù)作用時反射造成的影響，得出了下列射流切割深度理

    這一理論公式對射流結構及材料特性對切割的影響考慮的很不夠，因而結論也是很粗淺的。

    Powell和Simpson在考慮了射流動力學結構的基礎上，分析得出了射流作用到材料表面上的打擊壓力分布公式。同時，他們還考慮了材料上不規(guī)則定向分布初始微觀裂縫缺陷對材料強度的影響，但認為其對應力分布并無影響。在此基礎上，經過理論推算，他們認為只有當射流壓力超過20倍的材料抗拉強度時，材料才會失效。同時，他們推算出了切割深度與射流壓力的關系曲線，其中射流壓力以材料抗拉強度的倍數表示。

    當然，也有人提出，水切割機材料的強度還應包括抗壓強度的因素，但總的來說都是認為材料的力學性能是材料可切割性能的判據。