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连续损伤力学的几个基本问题

O引言对断裂过程钓研究,实际上应把宏观裂纹出现之前裂纹萌生过程的研究包括在内。这不仅因为只有在考虑了宏观裂纹的萌生过程之后才能确定最早可能出现宏观裂纹的部位,、而且还因为只有考虑了宏观裂纹的萌生过程才能比较准确地估计构件的使用寿命。由于断裂力学只讨论宏观裂纹出现之后所发生的情祝,因此它无法研究宏观裂纹的萌生过程。另外,如所周知,在构件形‘成宏观裂纹之前往往就已造成了材料在强度、刚度、韧性、耐久性等方面的劣化,其严重性有时并不亚于宏观裂纹。有些材料甚至直到破坏时也不出现断裂力学中所描述的宏观裂纹,而是遵循软化—疏散—崩溃的裂坏规律。显然,断裂办学也不适于研究这种在宏观裂纹出现之前所发生的情况。本世纪80年代初创建,并发展起来的连续损伤力学工‘〕,正是为弥补断裂力学的这一不足而产生的又一固体力李新分支。连续损伤力孰不仅能分析宏观裂纹出现前的裂纹萌生过程及材质劣化现象,而且能分析宏观裂纹出现后的扩展过程。考虑材料的损伤,是对断裂问题深...  (本文共10页) 阅读全文>>

《重型机械》1987年03期
重型机械

用损伤力学方法估算零件疲劳寿命

一日!言 、甲,卜刁斋=c‘△K’”(2) 熟知,断裂力学是以实际固体中不可避免地存在缺陷这一事实为前提的,然而,在宏观缺陷出现之前,材料与零件内部已经产生了微观空洞与微观裂纹,人门将这种微观缺陷的出现与扩展,称为损伤。由于损伤已经影响了材料和零件的强度与寿命,所以这一现象的研究,称为损伤力学。这门学科是近几年迅速发展起来的连续介质力学的一个新的分支,它的研究内容十分广泛。疲劳是机械设计中一个突出的经典问题,具有较大的实际意义,因而,一直受到人们的重视。而目前这方面已有的方法都不甚完善,故结构与零件的疲劳寿命估算也是损伤力学的研究之一。 按经典方法进行变幅交变应力下的疲劳寿命估算,是以实验室用的光滑小试件测定0一N曲线为依据,来确定在各应力水平a:下的寿命N‘。最简单的形式是应用“损伤度职的概怎,技Miner一取lmgre顶法则来估算,一即由于(2)式中引进了线弹性断裂力学参数△K,因而,不再是纯经验性的,而有一定的理论依据了。...  (本文共7页) 阅读全文>>

《河海大学科技情报》1987年04期
河海大学科技情报

损伤力学及其最近的发展

一、HlJ青 受外力作用的材料单元,在宏观变形同时,大多伴随有不可逆的微观内部结构的变化。这样的微观结构变化,不仅使材料中由于微观的分布空隙形成和生长,从而引起宏观裂缝发生和最终断裂,而且还会引起强度、刚性、韧性降低或者残余寿命减少等材料的恶化,即成为材料损伤的原因。更甚的是这种分布空隙给材料中弹性波的传递、电以及热传递、磁场、放射线、流体的通过等物理现象有很大的影响。因此由微观分布空隙引起的材料损仿的研究不仅是简单的材料变形及破坏过程的研究,而更重要的是研究损伤材料的力学、物理特性评价,材料单元残余寿命预测,各种非破坏俭查方法开发和检查结果解释等更广范围的工程学问题。 最近,由于把这种众多的微观空隙力学效果用连续体力学的变量场记述,因此使材料中微观分布空隙的发展和含空隙的材料的力学状态以连续体力学观点来着手研究的学科领域得到了发展,称为连续体损伤力学(Continoum damage meehanie。,CDM)或简称损伤力学...  (本文共10页) 阅读全文>>

《华中理工大学学报》1988年02期
华中理工大学学报

塑性变形中的两种损伤

一、引 盲 现行损伤理沦中’‘’,有效应力被定义为 q=(MD:q,在各向同性情况下, 二 刃 q=, 1—D’式中,q为有效应力张量;o为通常意义的真应力,D为损伤, __A一A D=H----,(]) A式中,A为名义面积oZ为受损后的有效面积.根据Lemaitre的应变等效假设,损伤D可通过测量受损材料的弹性模量而算得, _、8 D=1-H,(2) E”式中,E为无损状态的弹性模量;袁为受损后的弹性模量.但是应变等效假设的不足之处在于,在各向异性损伤情况下,有效应力张量J与受损后的弹性模量张量都不对称.为此,文献〔Zj提出了应变能等效假设,在此假设下,由(1)式得到的D(记为炉勺与由(2)式得到的D(记为D勺不再相等,当损伤为各向同性时,D“=1-(二一D”)‘’‘.但在此假设下,当损伤为各向异性时,有效应力张量J仍不对称. 下面,本文将从三个方面来分析一下D“与D”的差异,从而得出一些新的结论与看法. 二、*“与D”的差...  (本文共5页) 阅读全文>>

《淮北煤师院学报(自然科学版)》1988年03期
淮北煤师院学报(自然科学版)

人体头部损伤力学中的稳定性研究的数学模型

0引言 国际头损伤力学的理论研究与实验研究始于第二次世界大战以后。而用数学模型来研究此问题的第一位学者是Angelius(1943年)〔”,他研究了对内部装有非粘性流体的封闭刚性容器施加突然冲击性荷载所产生的生物物理效应。但因其假定头壳是刚性的,故对因头骨变形而给颅与大脑的损伤所带来的影响却未加考虑。1966年Goldsmith建议应将头壳看作弹性体〔“’。1969年Engin将一种充满流体的薄壳在侵到局部径向冲击荷载的情形作为头损伤力学的数学模型〔“〕,1975年,Talhouni和Dimaggi。又将长短轴比为3/4的薄长椭球壳作为人体头部的模型〔‘’。 迄今为止,国际上许多学者曾对人体头部受到不同类型冲击时的各种响应曲线尽管作了比较广泛的研究,但遣憾的是对于与头损伤力学有关的头部模型的稳定性都不曾有人研究过。 本文的目的旨在研究当将内部充满非粘性可压缩声学流体介质(表示脑物质),外壳为弹性椭球壳(代表头骨)的弹性椭球体作为...  (本文共8页) 阅读全文>>

《煤炭学报》1988年01期
煤炭学报

岩石的连续损伤力学模型探讨

一、前言 、 岩石不是一种理想的连续介质,也不是松散粒体介质。考察一下岩石单轴应力应变全曲线就可发现:(1)、在超过强度值后出现讹软化”现象,(2)体积可压缩性,(3)在连续循环加载下弹性模量是变化的。 这些现象,现有的弹塑性理论不能作出合理的解释。原因在岩石内部存在大量的微孔隙、微裂纹,岩石是一种自然的损伤材料。而使用连续损伤力学〔l〕的观点建立岩石损伤模型,来进行这种有自然损伤的材料的应力应变分析必将更趋于合理。 关于损伤和“有效应力”的概念,最早由Ka互~在1958年研究蟠变断裂时提出。而形成连续损伤力学这门新的学科还是近几年的事情。把损伤力学应用于岩石和棍凝土材料最早见于1976年DOugill韶〕和19了9年Dra幼n〔“〕利用断裂面概念对岩石和混凝土材料的连续损伤进行的理论探讨。1 981年Krajclnovic〔幻使用热力学和空穴运动学对脆性材料的损伤本构方程进行了较全面的研究。岩石、混凝土都是脆性材料,有一些共同...  (本文共10页) 阅读全文>>