損傷力學(xué)(中科院課件)

討論線索損傷力學(xué)誕生的根源－與斷裂力學(xué)的關(guān)系-面對(duì)實(shí)際，抽象問(wèn)題；損傷力學(xué)的幾個(gè)基本概念－以當(dāng)前與將來(lái)科學(xué)與工程應(yīng)用為目標(biāo)；損傷力學(xué)已輻射到多個(gè)學(xué)科分支-發(fā)展是硬道理；損傷研究已從被動(dòng)的·理論描述發(fā)展到主動(dòng)的·安全控制；損傷力學(xué)應(yīng)用的典型例子；群體損傷缺陷的離散性,損傷局部化與強(qiáng)各向異性損傷與斷裂的耦合問(wèn)題應(yīng)力－應(yīng)變曲線軟化部分的不確定性123應(yīng)力應(yīng)變123損傷演化過(guò)程損傷力學(xué)－力學(xué)性質(zhì)蛻化了的材料性質(zhì)。斷裂力學(xué)－宏觀裂紋裂尖附近的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)。均勻介質(zhì)是假定，實(shí)際材料都不均勻何時(shí)為均勻，何時(shí)不可以？！介質(zhì)的復(fù)雜性有缺陷是材料的本性？！復(fù)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(shí)為均勻，何時(shí)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(duì)的。介質(zhì)的復(fù)雜性LNM缺陷在不斷演化！缺陷在不斷演化！真實(shí)裂紋尖端的高倍照片群體損傷缺陷的隨機(jī)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(jī)制--規(guī)律—理論過(guò)程與狀態(tài)什么叫損傷？什么叫損傷力學(xué)？性能劣化—強(qiáng)度降低、剛度減??；質(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(dǎo)率、密度、延伸率；表征—測(cè)量—演化規(guī)律—與力學(xué)行為的相互影響規(guī)律

-----抑制－－－愈合

－－－修復(fù)-----控制LNM損傷與損傷力學(xué)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(xué)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(xué)的簡(jiǎn)單發(fā)展進(jìn)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(xué)中；蠕變、粘性理論也慮損傷；Lemaitre，Chaboche，。。。熱力學(xué)框架；

----------各向異性與群體效應(yīng)-------------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(dāng)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(yīng)、臨界狀態(tài)與災(zāi)變-------------中國(guó)與力學(xué)所的研究工作;一個(gè)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(yīng)，應(yīng)力重分配與災(zāi)變機(jī)制率效應(yīng)LNM災(zāi)變機(jī)制載荷－變形曲線分兩支12載荷變形率效應(yīng)正確錯(cuò)誤相當(dāng)容易犯錯(cuò)誤！??！‘唯象’損傷-模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)---曲線;等效應(yīng)力,

等效應(yīng)變,

等效參數(shù);試配-擬合;內(nèi)變量與熱力學(xué)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(yàn)、經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)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(jì)算所有基本構(gòu)元的組合響應(yīng);

宏觀應(yīng)變微構(gòu)元變形

？宏觀應(yīng)力微構(gòu)元力損導(dǎo)致突發(fā)災(zāi)害的潛在危險(xiǎn)自驅(qū)動(dòng)--屏蔽--損傷軟化—局部化--應(yīng)力轉(zhuǎn)移—各向異性生死單元功能

取向效應(yīng)（非各向同性）仍無(wú)滿意描述初衷是什么？！從理論到應(yīng)用!

However,oneofthemessagesisthatthedamagemechanics,initsfocusonthedilutedensityofmicro-defectsandhomogeneoussolids,didnotaddresstheproblemsthatareofprimaryinterestinapplications.Highlight

Thus,itisnotsurprisingthattheaircraftdesignconceptsofreliability,damagetolerance,multipledamagesitesandresidualstrengthhavelittleincommonwithDMasdefinesherein.Indeed,DMmustaddressthereliabilityofdamagedstructurestoconvincetheindustryofitspracticalvalue.學(xué)到的與遇到的有差別。應(yīng)當(dāng)也敢于面對(duì)實(shí)際？！LNM固體物理學(xué)的研究成果LNM損傷力學(xué)研究已輻射到許多學(xué)科分支復(fù)合材料損傷；巖土的損傷；環(huán)境的復(fù)雜性與多場(chǎng)偶合；愈合，智能材料，監(jiān)測(cè)；非傳統(tǒng)力學(xué)的方法：＃＃＃LNM損傷力學(xué)有更廣闊的發(fā)展空間

愈合----尚未認(rèn)真研究的重要分支；抑制----延長(zhǎng)槍炮壽命的有效手段；控制----智能診斷，智能修復(fù)，前途無(wú)量；對(duì)癥，辦法，模型，理論＝＝》能用損傷部分學(xué)習(xí)要點(diǎn)損傷與損傷力學(xué)定義；與斷裂力學(xué)的關(guān)系；介質(zhì)結(jié)構(gòu)與缺陷演化的復(fù)雜性；損傷與超彈性、塑性、粘性的關(guān)系；損傷力學(xué)的簡(jiǎn)單發(fā)展進(jìn)程；損傷各向異性、率效應(yīng)、軟化與尺寸效應(yīng)；‘唯象’-模型與‘物理’模型的基本概念；損傷臨界狀態(tài)與災(zāi)變；損傷力學(xué)對(duì)其他學(xué)科分支的輻射；你身邊的損傷力學(xué)；無(wú)損檢測(cè)，壽命評(píng)估與安全管理；147—3912----lng@

liufang@

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