魯伯特之淚是一種通過將熔化的玻璃在重力下自然滴入冰水中形成的如同蝌蚪狀的玻璃制品,它具有獨特的力學(xué)特性。
當(dāng)用液壓機壓制魯伯特之淚時,其結(jié)果與魯伯特之淚的特殊結(jié)構(gòu)和原理有關(guān)。在制作過程中,玻璃表面迅速冷卻形成外殼,而殼下的玻璃還仍然是液態(tài)。等到核部的玻璃也冷卻凝結(jié)體積變小時,液態(tài)的玻璃自然而然地拉著已經(jīng)是固態(tài)的外殼收縮,導(dǎo)致靠近表面的玻璃受到很大的壓應(yīng)力,同時核心位置也被拉扯向四周,受到拉應(yīng)力。
魯伯特之淚的頭部能夠承受巨大的壓力,是因為其頭部外表面附近存在巨大的壓縮殘余應(yīng)力(高達 700 兆帕斯卡),這使得它具有高斷裂韌性。有實驗表明,魯伯特之淚可以抵抗 20 噸液壓機的壓力。不過,魯伯特之淚的尾部非常脆弱,只要稍有損傷,不均衡的壓力就會在瞬間釋放,破碎的裂紋會以每秒 1450 - 1900 米的速度擴散到整個魯伯特之淚,使其在瞬間全身粉碎。
如果在液壓機壓制過程中,能保證魯伯特之淚的尾部不受到破壞,那么它的頭部可以承受相當(dāng)大的壓力而不破碎;但如果尾部不慎被觸動或破壞,那么即使是很小的外力,也會導(dǎo)致整個魯伯特之淚在液壓機下迅速瓦解。