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BladeSmith/docs/requirements/06-应力累积与开裂需求.md
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starmen1265 1514d53df5 docs: 添加材料物理侧需求(硬化/淬火/应力/疲劳) 
四个对应材料内部物理过程的需求文档。加工硬化与晶粒演化涵盖越打越硬与回火软化;淬火退火相变涵盖温度区间与三阶段可视化;应力累积涵盖弯曲开裂;疲劳与耐久度涵盖刀具失效。

Ultraworked with [Sisyphus](https://github.com/code-yeongyu/oh-my-openagent)

Co-authored-by: Sisyphus <clio-agent@sisyphuslabs.ai>
2026-08-11 08:58:15 +08:00

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应力累积与开裂需求

项目: BladeSmith 文档类型: 需求文档(专题) 版本: 2.0 最后更新: 2026-08-11 状态: 整合自原 2026-01-23-应力累积系统设计.md

本文档从玩家视角描述应力累积与开裂的需求。技术实现见 design/06-应力累积系统设计.md。总体需求见 00-锻造系统总体需求.md。

1. 玩家可见行为

1.1 应力来源

锤击产生应力:

  • 锤击时,材料被迫形变,相邻区域产生内部应力
  • 锤击越用力,产生的应力越大
  • 高硬度区域锤击产生的应力更高

淬火产生应力:

  • 快速冷却时,材料内外温度不均
  • 温度差异导致膨胀不均,产生热应力
  • 水淬产生的应力最大,油淬次之,空冷最小

温度梯度产生应力:

  • 材料不同区域温度不同时产生应力
  • 加热不均匀或冷却不均匀都会累积应力

1.2 应力对锻打的影响

形变阻力增加:

  • 高应力区域更难锻打
  • 需要更大的锤击力量
  • 或需要更多次锤击才能达到同样的形变效果

手感反馈:

  • 锤击高应力区域时,锤击感觉更"硬"
  • 音效可能略有不同
  • 锤击动画可能略微减慢

1.3 应力导致形变

刀身弯曲:

  • 应力分布不均时,刀身会自然弯曲
  • 弯曲方向与应力梯度相关
  • 应力差越大,弯曲越明显

扭曲变形:

  • 刀身两侧应力不均时,刀身会扭曲
  • 扭曲程度与应力差成正比
  • 需要通过平衡锻打来避免

1.4 裂纹生成与扩展

裂纹起始:

  • 应力超过材料强度时产生裂纹
  • 高应力区域优先开裂
  • 开裂有一定随机性(避免每次完全相同)

裂纹扩展:

  • 裂纹沿应力梯度方向扩展
  • 优先向应力最高的方向生长
  • 应力差越大,扩展越快

裂纹合并:

  • 多条裂纹可能相交
  • 相交后可能形成大块材料脱落
  • 网格拓扑可能断裂

2. 玩家可调参数

参数功能名 默认值 范围 玩家感受
最大应力值 150.0 100-200 材料能承受的最大应力
锤击应力系数 10.0 5-20 控制锤击产生应力的速率
热应力系数 0.005 0.001-0.01 控制淬火产生应力的速率
残余应力系数 5.0 2-10 控制形变受限产生应力的速率
应力扩散系数 0.2 0.1-0.3 控制应力向周围扩散的速度
弯曲敏感度 0.001 0.0005-0.002 控制应力导致弯曲的程度
扭曲敏感度 0.0005 0.0002-0.001 控制应力导致扭曲的程度
临界应力阈值 120.0 80-150 超过此值可能开裂
裂纹宽度 0.05 0.01-0.1 裂纹开口的视觉宽度
应力松弛时间(常温) 60.0s 30-120s 常温下应力自然释放的时间
应力松弛时间(回火) 10.0s 5-20s 回火温度下应力释放的时间

3. 视觉/听觉反馈

3.1 应力扫描(辅助功能)

触发方式:

  • 按住Alt键切换到"应力视图"
  • 或在UI中选择"应力扫描"工具

颜色着色:

  • 蓝色: 低应力区域(< 30% 应力极限)
  • 绿色: 中等应力区域(30-60% 应力极限)
  • 黄色: 高应力区域(60-90% 应力极限)
  • 红色: 接近开裂区域(≥ 90% 应力极限)

红色区域特殊效果:

  • 闪烁效果,预警即将开裂
  • 自发光增强,吸引玩家注意

应力流线(可选):

  • 显示应力传导路径
  • 从高应力区域流向低应力区域
  • 帮助玩家理解应力分布

UI面板:

  • 实时显示最大应力值
  • 显示平均应力值
  • 显示超阈值顶点数量
  • 显示已产生裂纹数量

3.2 裂纹视觉表现

几何表现:

  • 裂缝开口: 裂纹两侧顶点略微分离
  • 边缘抖动: 裂纹边缘不光滑,粗糙断裂
  • 深度变化: 裂纹深处更暗

材质表现:

  • 锈迹: 裂纹区域显示氧化痕迹
  • 内部氧化: 裂缝深处更暗,模拟内部氧化
  • 纹理扰动: 裂纹区域表面纹理混乱

裂纹扩展动画:

  • 裂纹逐帧缓慢生长
  • 生长速度与应力相关
  • 方向沿应力梯度

3.3 应力释放反馈

开裂后应力释放:

  • 开裂瞬间,裂纹区域应力大幅降低
  • 周围区域应力重新分布
  • 视觉上裂纹区域颜色变浅

回火后应力释放:

  • 加热至回火温度(200-400°C)
  • 应力逐渐降低
  • 但裂纹无法愈合

4. 边界与限制(玩家不应期望的行为)

4.1 应力累积限制

  • 应力不会无限累积,存在上限
  • 应力上限由材料强度决定
  • 不同材料的应力上限可能不同

4.2 应力释放限制

  • 常温下应力释放很慢(需要分钟级时间)
  • 回火可以加速释放,但仍需要时间
  • 开裂释放应力最快,但造成永久损伤

4.3 裂纹限制

  • 裂纹一旦产生无法愈合
  • 回火和打磨无法消除裂纹
  • 裂纹永久降低刀具性能

4.4 应力扫描限制

  • 应力扫描是辅助功能,不影响真实物理
  • 退出扫描模式后完全恢复正常视觉
  • 无任何残留效果

5. 验收清单

5.1 应力累积

  • 连续锤击同一区域,应力不断累积
  • 高硬度区域锤击产生更多应力
  • 淬火时产生明显热应力

5.2 形变阻力

  • 高应力区域锤击更困难
  • 锤击手感明显变"硬"
  • 音效和动画有细微变化

5.3 弯曲/扭曲

  • 应力不均导致刀身自然弯曲
  • 弯曲方向与应力梯度一致
  • 应力差越大,弯曲越明显

5.4 裂纹生成

  • 应力超过阈值时产生裂纹
  • 裂纹在高应力区域优先出现
  • 开裂有一定随机性

5.5 裂纹扩展

  • 裂纹沿应力梯度方向生长
  • 生长速度与应力相关
  • 多条裂纹可以合并

5.6 应力扫描

  • 按Alt键清晰显示应力分布
  • 颜色分级准确反映应力等级
  • UI面板实时更新应力统计

6. 引用

6.1 相关需求文档

6.2 原始设计文档

6.3 物理基础

  • 《材料力学》 - 应力分布与形变
  • 《金属塑性成形原理》 - 残余应力
  • 《断裂力学》 - 裂纹生成与扩展
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