하중을 받고 있는 물체 내부에 응력이 집중되는 지점에 미세하게 금이 발생하는 것을 균열(crack)이라고 부른다. 균열은 한번 발생하면 점차적으로 확대되어 최종적으로 물체를 구조적 파괴(failure)에 이르게 한다. 초기 미세한 균열이 점차적으로 확대되어 나가는 현상을 균열진전(crack advance)이라고 부르고, 균열이 진전되어 나가는 선단부를 균열선단(crack tip)이라고 부른다.
균열은 그 형태에 따라 크게 열림모드(opening mode), 미끄러짐 모드(sliding mode) 그리고 찢어짐 모드(tearing mode)의 세 유형으로 분류된다. 열림형 모드는 균열이 한 평면 상에 존재하며 균열이 진행될수록 쪼개진 두 면이 상하로 벌어지게 된다. 미끄러짐 모드도 균열이 한 평면 상에 존재하지만 쪼개어진 아래 윗 부분의 틈새는 벌어지지 않은 채 상대적으로 밀려나고 밀려들어가게 된다. 그리고 찢어짐 모드는 균열이 한 평면상에 존재하지 않고 쪼개어진 아래 윗 부분이 균열진전 방향과 수직으로 서로 어긋나게 변형하게 된다.
세가지 균열 유형은 그 형상은 다르지만 공통적인 특징은 균열선단을 중심으로 한 응력분포가 응력집중계수(SIF: stress intensity factor)로 표현이 가능하다는 점이다. 다시 말해, 각 균열모드에 있어 응력집중계수만 결정되면 균열주위의 응력분포는 균열선단을 원점으로 한 극좌표(polar coordinate) 상에서 반경(r)과 원주방향으로의 각도 함수로 표현된다는 점이다. 참고로 응력집중계수는 제이 적분법(J integral method)을 이용하면 효과적으로 정확하게 계산할 수 있다.
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