损伤与断裂力学的互补.pptx

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1、会计学1损伤与断裂力学的互补损伤与断裂力学的互补（c c）损伤力学阶段）损伤力学阶段 由由KachanovKachanov、LemaitreLemaitre等发展起来的。考虑材料等发展起来的。考虑材料中细观缺陷的发生、发展及其对材料力学行为的影中细观缺陷的发生、发展及其对材料力学行为的影响。响。2 2）破坏力学的形成破坏力学的形成 将损伤力学和断裂力学联合起来的学科，成为破将损伤力学和断裂力学联合起来的学科，成为破坏力学（坏力学（Failure MechanicsFailure Mechanics）。）。工程材料内部往往存在着大量弥散分布的细观缺工程材料内部往往存在着大量弥散分布的细观缺陷，在

2、外部因素（外力、温度等）作用下损伤将逐陷，在外部因素（外力、温度等）作用下损伤将逐渐演化。材料的破坏，就是由于损伤的集中发展，渐演化。材料的破坏，就是由于损伤的集中发展，最终形成宏观缺陷即裂纹而造成的。最终形成宏观缺陷即裂纹而造成的。第1页/共8页 但在宏观裂纹形成以后，细观的损伤仍在不断演但在宏观裂纹形成以后，细观的损伤仍在不断演化，并推动着宏观裂纹的发展，而宏观裂纹在扩展化，并推动着宏观裂纹的发展，而宏观裂纹在扩展的过程中所扫过的附近区域，也往往是细观损伤高的过程中所扫过的附近区域，也往往是细观损伤高度集中的区域。度集中的区域。损伤力学主要研究材料中细观缺陷的发展演化；损伤力学主要研究材料

3、中细观缺陷的发展演化；而断裂力学只考虑宏观缺陷，不仅忽略宏观裂纹形而断裂力学只考虑宏观缺陷，不仅忽略宏观裂纹形成前的损伤阶段，也忽略了宏观裂纹周围的损伤。成前的损伤阶段，也忽略了宏观裂纹周围的损伤。如果将损伤力学和断裂力学结合起来，就可更好如果将损伤力学和断裂力学结合起来，就可更好地反映材料破坏的实际过程。地反映材料破坏的实际过程。第2页/共8页第3页/共8页 3 3）考虑损伤的断裂力学）考虑损伤的断裂力学 在引入损伤后，对裂纹的分析将变得更为复杂，在引入损伤后，对裂纹的分析将变得更为复杂，同时也期待能够解释经典断裂力学难以解释的问题。同时也期待能够解释经典断裂力学难以解释的问题。在经典的断裂

4、力学中，裂纹的扩展表现为裂纹面在经典的断裂力学中，裂纹的扩展表现为裂纹面的向前运动。而在引入损伤以后，裂纹两侧将出现的向前运动。而在引入损伤以后，裂纹两侧将出现一个连续损伤的区域，裂纹扩展是连续损伤的集中一个连续损伤的区域，裂纹扩展是连续损伤的集中化发展而引起的，在损伤区的外面才是弹性区。裂化发展而引起的，在损伤区的外面才是弹性区。裂纹扩展的过程就是裂纹尖端附近材料逐渐损伤引起纹扩展的过程就是裂纹尖端附近材料逐渐损伤引起的损伤区以及塑性区移动的过程。的损伤区以及塑性区移动的过程。第4页/共8页第5页/共8页 4 4）破坏力学的研究内容）破坏力学的研究内容 将具有位移间断的断裂力学（奇异性缺陷）

5、与非将具有位移间断的断裂力学（奇异性缺陷）与非均匀的、含分布缺陷的损伤力学结合起来，研究物均匀的、含分布缺陷的损伤力学结合起来，研究物体的实际破坏过程。体的实际破坏过程。（1 1）考虑损伤的）考虑损伤的DugdaleDugdale模型模型 （2 2）突然损伤模型下的动力稳态裂纹扩展）突然损伤模型下的动力稳态裂纹扩展 （3 3）脆性裂纹尖端的损伤局部化）脆性裂纹尖端的损伤局部化 （4 4）小损伤的裂纹尖端场和温度分布）小损伤的裂纹尖端场和温度分布 （5 5）蠕变裂纹的扩展和损伤）蠕变裂纹的扩展和损伤 （6 6）考虑塑性损伤的断裂问题等。）考虑塑性损伤的断裂问题等。第6页/共8页 详细内容，可见“余寿文、冯西桥，损伤力学，北京：清华大学出版社，1997”。第7页/共8页