损伤力学
损伤力学(破坏力学)是有关材料受损的形式以及其建模,以便有助于对材料开始受损、损伤扩散及断裂进行工程的预测,而不需要进行实务上复杂的显微组织分析[1]。
损伤力学是典型用工程方式针对复杂现象建模的例子,引用美国机械学家Dusan Krajcinovic的说法“人们常认为工程研究的终端目标不是对现象有更深入的了解,而是提供一个可以应用在设计上的预测工具”[2]。损伤力学是工程力学的一环,以连续介质力学为基础。
大部分损伤力学的工作都会用状态变数表示材料硬度上的受损.以及在考虑热及机械的负载及材料老化后,材料还可使用的寿命[3]。状态变数要是可以量测的,例如裂纹密度,或是一些巨观的量值,例如硬度、热膨胀系数、残余寿命等。状态变数有共轭的热力学力来产生进一步的损伤。一开始材料是完好的,有一个损伤启动的准则预测材料开始受损,除非材料开始受损,不然不会出现自发性的损伤演进,因此需要一个损伤演进的模型。在较类似塑性的损伤模型下,损伤演进是由析出硬化来控制,另一方面微观力学的损伤模型可以在没有额外材料特性的情形下,预测材料受损的开始以及损伤的演进[4]。
参考资料
- ^ Krajcinovic, D., Damage mechanics (1989) Mechanics of Materials, 8 (2-3), pp. 117-197.
- ^ Dusan Krajcinovic, Mechanics of Materials 8 (1989) 169.
- ^ Struik, L C E, Physical aging in amorphous polymers and other materials, Elsevier Scientific Pub. Co. ; New York, 1978, ISBN 0444416552 : 9780444416551.
- ^ Barbero, E.J., Cortes, D.H., A mechanistic model for transverse damage initiation, evolution, and stiffness reduction in laminated composites (2010) Composites Part B: Engineering, 41 (2), pp. 124-132.
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