損傷力學

固體力學的分支

損傷力學damage mechanics 固體力學的分支。研究材料或構件在各種載入條件下,其中損傷隨變形而演化發展並最終導致破壞的過程中的力學規律。由於材料中細結構的不可逆的衰壞過程而引起材料性能變化,稱為損傷。

解釋


損傷力學認為,材料內部存在著分佈的缺陷,如位錯、微裂紋、微空洞、剪切帶等,這些不同尺度的細結構是損傷的典型表現。損傷在熱力學中,視為不可逆的耗散過程。物體中的損傷有多種,如脆性損傷、塑性損傷、蠕變損傷、疲勞損傷等。損傷力學選取合適的損傷變數(可以是標量、矢量或張量),利用連續介質力學的唯象方法或細觀力學、統計力學的方法,導出含損傷的材料的本構關係和損傷演化方程,形成損傷力學的初、邊值問題的提法,並求解物體的應力變形場和損傷場。損傷力學可大致分為連續損傷力學、細觀損傷力學和基於細觀的唯象損傷力學。損傷力學近年來得到發展並應用於破壞分析、力學性能預計、壽命估計、材料韌化等方面。

歷史


從 1958 年 P.M.卡恰諾夫提出完好度(損傷度)概念至今,損傷力學仍處在發展階段。國際上公認的損傷力學體系尚在形成與發展之中。它與斷裂力學一起組成破壞力學的主要框架,以研究物體由損傷直至斷裂破壞的這樣一類破壞過程的力學規律。