损伤力学(中科院课件)

讨论线索损伤力学诞生的根源－与断裂力学的关系-面对实际，抽象问题；损伤力学的几个基本概念－以当前与将来科学与工程应用为目标；损伤力学已辐射到多个学科分支-发展是硬道理；损伤研究已从被动的·理论描述发展到主动的·安全控制；损伤力学应用的典型例子；群体损伤缺陷的离散性,损伤局部化与强各向异性损伤与断裂的耦合问题应力－应变曲线软化部分的不确定性123应力应变123损伤演化过程损伤力学－力学性质蜕化了的材料性质。断裂力学－宏观裂纹裂尖附近的应力应变场。均匀介质是假定，实际材料都不均匀何时为均匀，何时不可以？！介质的复杂性有缺陷是材料的本性？！复合材料本身意味其不均匀！微结构也有缺陷，不均匀？！CellularmetalswithregularmicrostructuresTwodimensionalhoneycombs(a)hexagonal,(b)square,and(c)triangularcellsGibsonandAshby(1997)Cellularsolids(a)(b)(c)LNM何时为均匀，何时不可以？！几种具有优良微结构的材料的！LNM类金刚石薄膜有缺陷、不均匀不一定是坏事！注意观察－－

不均匀是普遍的，

均匀是相对的。介质的复杂性LNM缺陷在不断演化！缺陷在不断演化！真实裂纹尖端的高倍照片群体损伤缺陷的随机性与离散性较低密度材料在不同载荷作用下的变形和失效形态(a)0.0N(b)10.0N(c)32.7N(d)49.8N(e)53.9N表象—机制--规律—理论过程与状态什么叫损伤？什么叫损伤力学？性能劣化—强度降低、刚度减小；质地劣化---微裂纹、微孔洞、其它缺陷；物性变化---刚度、体积电阻、声导率、密度、延伸率；表征—测量—演化规律—与力学行为的相互影响规律

-----抑制－－－愈合

－－－修复-----控制LNM损伤与损伤力学定义概念与方法损伤与超弹性、塑性、粘性的区分LNM耗散与热力学第二定律卸载线塑性辅助线塑性耗散弹性功损伤耗散损伤力学的简单发展进程

----------经典损伤理论-------------Kachanov(1958)Rabotnov空洞体积为表征量的各向同性损伤；

Gurson

推广到塑性力学中；蠕变、粘性理论也虑损伤；Lemaitre，Chaboche，。。。热力学框架；

----------各向异性与群体效应-------------MurakamiandOhno

的钱币形裂纹模型，

Dusan

Krajcinovic:非均匀,稠密缺陷与工程介质;当前发展趋向-----追溯到原子结构的键合力破坏理论；

----------群体效应、临界状态与灾变-------------中国与力学所的研究工作;一个继承、发展、否定、革新的历程Stiffnessmatrixofdamagedmaterial各向同性

Isotropicalcase各向异性

Anisotropicalcase??率效应，应力重分配与灾变机制率效应LNM灾变机制载荷－变形曲线分两支12载荷变形率效应正确错误相当容易犯错误！！！‘唯象’损伤-模型实验数据---曲线;等效应力,

等效应变,

等效参数;试配-拟合;内变量与热力学约束;全知道；1.只要知道2.如果知道可以猜想3.很不容易，依赖试验、经验，有时甚至不是普通的函数。

‘物理’损伤模型微结构与基本构元;基本构元(1-D)的行为描述;按微结构特性计算所有基本构元的组合响应;

宏观应变微构元变形

？宏观应力微构元力损导致突发灾害的潜在危险自驱动--屏蔽--损伤软化—局部化--应力转移—各向异性生死单元功能

取向效应（非各向同性）仍无满意描述初衷是什么？！从理论到应用!

However,oneofthemessagesisthatthedamagemechanics,initsfocusonthedilutedensityofmicro-defectsandhomogeneoussolids,didnotaddresstheproblemsthatareofprimaryinterestinapplications.Highlight

Thus,itisnotsurprisingthattheaircraftdesignconceptsofreliability,damagetolerance,multipledamagesitesandresidualstrengthhavelittleincommonwithDMasdefinesherein.Indeed,DMmustaddressthereliabilityofdamagedstructurestoconvincetheindustryofitspracticalvalue.学到的与遇到的有差别。应当也敢于面对实际？！LNM固体物理学的研究成果LNM损伤力学研究已辐射到许多学科分支复合材料损伤；岩土的损伤；环境的复杂性与多场偶合；愈合，智能材料，监测；非传统力学的方法：＃＃＃LNM损伤力学有更广阔的发展空间

愈合----尚未认真研究的重要分支；抑制----延长枪炮寿命的有效手段；控制----智能诊断，智能修复，前途无量；对症，办法，模型，理论＝＝》能用损伤部分学习要点损伤与损伤力学定义；与断裂力学的关系；介质结构与缺陷演化的复杂性；损伤与超弹性、塑性、粘性的关系；损伤力学的简单发展进程；损伤各向异性、率效应、软化与尺寸效应；‘唯象’-模型与‘物理’模型的基本概念；损伤临界状态与灾变；损伤力学对其他学科分支的辐射；你身边的损伤力学；无损检测，寿命评估与安全管理；147—3912----lng@

liufang@

请指正请讨论请补充批评恳切者考试优惠3x3x3:5x5x57x7x79x9x913-3149-16109-9193-5LNM键合力的形象化LNMLNMCAUCHY-BORNHypothesis连续介质力学的研究成果LNMNanochannel-arraymaterial