損傷力學(中科院課件)

討論線索損傷力學誕生的根源－與斷裂力學的關系-面對實際，抽象問題；損傷力學的幾個基本概念－以當前與將來科學與工程應用為目標；損傷力學已輻射到多個學科分支-發(fā)展是硬道理；損傷研究已從被動的·理論描述發(fā)展到主動的·安全控制；損傷力學應用的典型例子；群體損傷缺陷的離散性,損傷局部化與強各向異性損傷與斷裂的耦合問題應力－應變曲線軟化部分的不確定性123應力應變123損傷演化過程損傷力學－力學性質(zhì)蛻化了的材料性質(zhì)。斷裂力學－宏觀裂紋裂尖附近的應力應變場。均勻介質(zhì)是假定，實際材料都不均勻何時為均勻，何時不可以？！介質(zhì)的復雜性有缺陷是材料的本性？！復合材料本身意味其不均勻！微結(jié)構(gòu)也有缺陷，不均勻？！CellularmetalswithregularmicrostructuresTwodimensionalhoneycombs(a)hexagonal,(b)square,and(c)triangularcellsGibsonandAshby(1997)Cellularsolids(a)(b)(c)LNM何時為均勻，何時不可以？！幾種具有優(yōu)良微結(jié)構(gòu)的材料的！LNM類金剛石薄膜有缺陷、不均勻不一定是壞事！注意觀察－－

不均勻是普遍的，

均勻是相對的。介質(zhì)的復雜性LNM缺陷在不斷演化！缺陷在不斷演化！真實裂紋尖端的高倍照片群體損傷缺陷的隨機性與離散性較低密度材料在不同載荷作用下的變形和失效形態(tài)(a)0.0N(b)10.0N(c)32.7N(d)49.8N(e)53.9N表象—機制--規(guī)律—理論過程與狀態(tài)什么叫損傷？什么叫損傷力學？性能劣化—強度降低、剛度減?。毁|(zhì)地劣化---微裂紋、微孔洞、其它缺陷；物性變化---剛度、體積電阻、聲導率、密度、延伸率；表征—測量—演化規(guī)律—與力學行為的相互影響規(guī)律

-----抑制－－－愈合

－－－修復-----控制LNM損傷與損傷力學定義概念與方法損傷與超彈性、塑性、粘性的區(qū)分LNM耗散與熱力學第二定律卸載線塑性輔助線塑性耗散彈性功損傷耗散損傷力學的簡單發(fā)展進程

----------經(jīng)典損傷理論-------------Kachanov(1958)Rabotnov空洞體積為表征量的各向同性損傷；

Gurson

推廣到塑性力學中；蠕變、粘性理論也慮損傷；Lemaitre，Chaboche，。。。熱力學框架；

----------各向異性與群體效應-------------MurakamiandOhno

的錢幣形裂紋模型，

Dusan

Krajcinovic:非均勻,稠密缺陷與工程介質(zhì);當前發(fā)展趨向-----追溯到原子結(jié)構(gòu)的鍵合力破壞理論；

----------群體效應、臨界狀態(tài)與災變-------------中國與力學所的研究工作;一個繼承、發(fā)展、否定、革新的歷程Stiffnessmatrixofdamagedmaterial各向同性

Isotropicalcase各向異性

Anisotropicalcase??率效應，應力重分配與災變機制率效應LNM災變機制載荷－變形曲線分兩支12載荷變形率效應正確錯誤相當容易犯錯誤！?。　ㄏ蟆瘬p傷-模型實驗數(shù)據(jù)---曲線;等效應力,

等效應變,

等效參數(shù);試配-擬合;內(nèi)變量與熱力學約束;全知道；1.只要知道2.如果知道可以猜想3.很不容易，依賴試驗、經(jīng)驗，有時甚至不是普通的函數(shù)。

‘物理’損傷模型微結(jié)構(gòu)與基本構(gòu)元;基本構(gòu)元(1-D)的行為描述;按微結(jié)構(gòu)特性計算所有基本構(gòu)元的組合響應;

宏觀應變微構(gòu)元變形

？宏觀應力微構(gòu)元力損導致突發(fā)災害的潛在危險自驅(qū)動--屏蔽--損傷軟化—局部化--應力轉(zhuǎn)移—各向異性生死單元功能

取向效應（非各向同性）仍無滿意描述初衷是什么？！從理論到應用!

However,oneofthemessagesisthatthedamagemechanics,initsfocusonthedilutedensityofmicro-defectsandhomogeneoussolids,didnotaddresstheproblemsthatareofprimaryinterestinapplications.Highlight

Thus,itisnotsurprisingthattheaircraftdesignconceptsofreliability,damagetolerance,multipledamagesitesandresidualstrengthhavelittleincommonwithDMasdefinesherein.Indeed,DMmustaddressthereliabilityofdamagedstructurestoconvincetheindustryofitspracticalvalue.學到的與遇到的有差別。應當也敢于面對實際？！LNM固體物理學的研究成果LNM損傷力學研究已輻射到許多學科分支復合材料損傷；巖土的損傷；環(huán)境的復雜性與多場偶合；愈合，智能材料，監(jiān)測；非傳統(tǒng)力學的方法：＃＃＃LNM損傷力學有更廣闊的發(fā)展空間

愈合----尚未認真研究的重要分支；抑制----延長槍炮壽命的有效手段；控制----智能診斷，智能修復，前途無量；對癥，辦法，模型，理論＝＝》能用損傷部分學習要點損傷與損傷力學定義；與斷裂力學的關系；介質(zhì)結(jié)構(gòu)與缺陷演化的復雜性；損傷與超彈性、塑性、粘性的關系；損傷力學的簡單發(fā)展進程；損傷各向異性、率效應、軟化與尺寸效應；‘唯象’-模型與‘物理’模型的基本概念；損傷臨界狀態(tài)與災變；損傷力學對其他學科分支的輻射；你身邊的損傷力學；無損檢測，壽命評估與安全管理；147—3912----lng@

liufang@

請指正請討論請補充批評懇切者考試優(yōu)惠3x3x3:5x5x57x7x79x9x913-3149-16109-9193-5LNM鍵合力的形象化LNMLNMCAUCHY-BORNHypothesis連續(xù)介質(zhì)力學的研究成果LNMNanochannel-arraymaterial