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文檔簡介
第七章細觀損傷力學第一節細觀損傷力學的基本概念第二節微裂紋損傷第三節微孔洞損傷第七章細觀損傷力學1第一節細觀損傷力學的基本概念在損傷力學中,除連續損傷力學方法外,還有種同樣重要的方法,即細觀損傷力學方法1)連續損傷力學連續損傷力學,又稱唯象損傷力學,它不問損傷的物理背景和材料內部的細觀結構變化,只是從宏觀的唯象角度出發,引入標量、矢量或張量形式的損傷變量,通過連續介質力學、熱力學等方法構造材料的損傷本構關系和演化方程,使理論預測與實驗結果(如承載能力、壽命、剛度等)相符這種方法主要在歐洲如法國、英國、前蘇聯瑞典等發展起來;多用于結構強度與壽命的分析。第一節細觀損傷力學的基本概念22)細觀損傷力學的概念細觀損傷力學,是從材料的細觀結構出發,對不同的細觀損傷機制加以區分,通過對細觀結構變化的物理與力學過程的研究來了解材料的破壞,并通過體積平均化的方法從細觀分析結果導出材料的宏觀性質細觀損傷力學主要是從美國發展起來;常與材料的力學行為和變形過程相聯系。起初,連續損傷力學和細觀損傷力學是相互獨立發展,直到80年代中后期,這兩個損傷力學分支才被力學家和材料學家在不同程度上加以認可。實際上,這兩種理論在工程應用、理論分析等方面可相互補充。2)細觀損傷力學的概念33)細觀損傷力學的研究尺度細觀損傷力學研究的尺度范圍介于連續介質力學和微觀力學之間。連續介質力學分析的是宏觀試件、結構和裂紋等的性質;微觀力學是用固體物理學的手段研究微空穴位錯、原子結合力等的行為。而細觀損傷力學則是采用連續介質力學和材料科學的一些方法,對上述兩種尺度之間細觀結構如微孔洞、微裂紋、晶界等進行力學描述。因此,細觀損傷力學一方面忽略了損傷的過于復雜的微觀物理過程,避免了統計學浩繁的計算,另方向又包含了不同材料細觀損傷的幾何和物理特征,為損傷變量和損傷演化方程提供了較明晰的物理背景。3)細觀損傷力學的研究尺度44)細觀損傷力學與連續損傷力學的區別在細觀力學方法中必須采用一種平均化方法,以把細觀結構損傷機制研究的結果反映到材料的宏觀力學行為的描述中去。比較典型的方法有(1)不考慮微缺陷間相互作用的非相互作用方法(亦稱為Taylor方法);(2)考慮微缺陷間弱相互作用的自洽方法、微分方法、Mori-Tanaka方法、廣義自洽方法、HashinShtrikman界限方法;(3)考慮微缺陷間強相互作用的統計細觀力學方法4)細觀損傷力學與連續損傷力學的區別5第七章細觀損傷力學課件6第七章細觀損傷力學課件7第七章細觀損傷力學課件8第七章細觀損傷力學課件9第七章細觀損傷力學課件10第七章細觀損傷力學課件11第七章細觀損傷力學課件12第七章細觀損傷力學課件13第七章細觀損傷力學課件
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