界面断裂力学的成就PPT学习教案

1、会计学1界面断裂力学的成就界面断裂力学的成就一、引言一、引言二、细观损伤力学的发展历史二、细观损伤力学的发展历史三、当前状态与存在的问题三、当前状态与存在的问题四、界面断裂力学的成四、界面断裂力学的成就就五、未来发展的若干展五、未来发展的若干展望望第1页/共19页第2页/共19页宏观方法宏观方法确定材料本构方程和损伤演化规律确定材料本构方程和损伤演化规律局域化方局域化方法法由材料的细观亚结构特性推演材料的宏由材料的细观亚结构特性推演材料的宏观特性观特性第3页/共19页第4页/共19页Gurson在吸收在吸收Mcc|intoek，Rice和和Tracey等等人工作精华的基础上提出了体胞模型人工作

2、精华的基础上提出了体胞模型Taylor等人在细观塑性理论方面的等人在细观塑性理论方面的开创性工作奠定了细观力学的基础开创性工作奠定了细观力学的基础Mcclintock的开创性工作揭示了的开创性工作揭示了三轴张力对孔洞扩展的重要影响三轴张力对孔洞扩展的重要影响Rice和和Tracey研究了研究了无限大基体中弧立球形孔嗣的长大问题无限大基体中弧立球形孔嗣的长大问题Ncedleman和和Tvergaard通过引入等效孔洞体通过引入等效孔洞体积分数的方式米考虑相邻孔洞问的交互作用积分数的方式米考虑相邻孔洞问的交互作用第5页/共19页其中：其中： 为远场拉应力为远场拉应力 为和轴向拉应力为和轴向拉应力假

3、设：初始半径为、间距为、假设：初始半径为、间距为、可看出：随着三轴平均张力的可看出：随着三轴平均张力的 增加增加 ，孔洞的体积化率，孔洞的体积化率 按指数方式迅速增大按指数方式迅速增大第6页/共19页第7页/共19页屈服面方程：屈服面方程：第8页/共19页第9页/共19页第10页/共19页第11页/共19页 存在问题存在问题解决办法解决办法1、没有考虑弥散相和晶界等材料亚结、没有考虑弥散相和晶界等材料亚结构的力学作用构的力学作用2、单纯的孔洞体积丹数也表征不了孔、单纯的孔洞体积丹数也表征不了孔洞的几何构形洞的几何构形界面断裂力学理论、模型和实验技术界面断裂力学理论、模型和实验技术由由(4)式描

4、述的等效孔洞体积分数修正式描述的等效孔洞体积分数修正方法：方法：1、既没有考虑相邻孔洞的诱导作用，、既没有考虑相邻孔洞的诱导作用，2、也缺乏明确而直观的物理内涵。（、也缺乏明确而直观的物理内涵。（图二）图二）引入诱导函数的概念引入诱导函数的概念由由(6)式描述的次级孔洞成核规律在物式描述的次级孔洞成核规律在物理上是不台理的理上是不台理的与第一个问题相关，依赖于界面断裂与第一个问题相关，依赖于界面断裂力学理论、模型和实验技术力学理论、模型和实验技术第12页/共19页第13页/共19页其中： 为当前处理体胞的孔洞体积分 数 为它的有效值 为与体胞i紧相邻的体胞的总数； 定义为诱导函数，它是厂的齐次

5、单调增函数，可通过实验方法测定第14页/共19页1、界面具有独特的物理结梅和力学作、界面具有独特的物理结梅和力学作用。用。2、界面不仅对材料的变形能力和静力、界面不仅对材料的变形能力和静力强度产生重要彩响，也是细强度产生重要彩响，也是细观缺陷生成和发展的重要场所观缺陷生成和发展的重要场所。原因第15页/共19页界面断裂问题的研究始于界面断裂问题的研究始于williams 的开创性工作的开创性工作,经过经过EnglandRiceShil和和Asar等人的等人的 不断发展和逐步完不断发展和逐步完善善各向异性弹性树料界面裂纹问题也进行了广泛的研究各向异性弹性树料界面裂纹问题也进行了广泛的研究 。其。其中界面裂纹分叉闻