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材料损伤断裂理论材料损伤断裂理论材料损伤断裂理论材料损伤断裂理论23:46:21大纲23:46:21概况线弹性断裂力学理论弹塑性断裂力学理论材料细观损伤理论总结23:46:21概况断裂损伤力学是固体力学的一个分支，是断裂力学和损伤力学的简称。断裂力学是研究含裂纹固体介质的强度和裂纹扩展规律的学科，它采用均匀性假设，且假设仅在材料缺陷处不连续;损伤力学是研究材料内部存在错位“夹杂”微裂纹和微孔洞等分布缺陷时，在外荷载作用下损伤的演化规律及其对力学性能的影响，二者共同描述了结构从原有缺陷到宏观裂纹形成继而断裂的全过程。1962年M.Kaplan首先运用断裂力学方法分析混凝土裂缝.混凝土损伤力学的研究现状损伤力学是研究混凝土构件中宏观裂纹出现前材料的力学行为，按照荷载形式的不同，可以将损伤理论分为静力损伤模型和动力损伤模型。静力损伤本构模型主要有Marzars模型,Krajcinovic模型和Sidoroff模型等。动力损伤模型分两类:1)结构受周期性循环荷载作用；2)结构受到加载速率很大的荷载作用，主要模型有Sauris模型、Bui模型、Henty模型等。23:46:21混凝土断裂力学的研究现状国内外很多研究学者进行各种断裂模式(张开型、滑开型、撕开型、复合型)的试验研究以及断裂韧度的测试，提出了一系列应力强度因子的计算方法和经验断裂判据，主要成果有:A.Griffith用弹性体能量平衡的观点研究了玻璃等脆性材料中的裂纹扩展问题，提出了断裂临界应力作为材料断裂的判据，但模型基于线弹性理论，仅限于理想脆性材料。1961年wells提出了弹塑性条件的断裂COD准则:当裂纹尖端在荷载作用下张开位移达到临界值时，裂纹就会开裂，若继续增加载荷，达到裂纹失稳点时，材料就失效破坏。1955年J.R.Irwin用弹性力学理论分析了裂纹尖端应力应变场，提出了裂纹尖端附近的强度因子，建立了裂纹强度因子判据。我国的徐世烺和H.W.reinhardt系统发展了基于裂缝扩展粘聚力的Kr阻力曲线准则，建立了实用的双K断裂准则，可用于描述半脆性材料的裂缝起裂,稳定扩展和失稳破坏全过程。但主要问题有:确定双K断裂参数的最小尺寸，全级配混凝土双K断裂参数的试验，不同强度等级混凝土及不同级配混凝土软化本构关系，不同强度等级混凝土及不同级配混凝土断裂能Gp的测定，同强度等级混凝土及不同级配混凝土双K断裂参数的测定等。概况刘黎，断裂损伤理论在混凝土中的应用研究，2013概况23:46:21破坏力学发展的三个阶段古典强度理论：以强度为指标断裂力学：以韧度为指标损伤力学：以渐进衰坏为指标•损伤的概念由于细观结构(微裂纹、微孔洞、位错等)引起的材料或结构的劣化过程称为损伤。•断裂的概念由弥散分布的微裂纹串接为宏观裂纹，再由宏观裂纹演化至灾难性失稳裂纹，这一过程称之为断裂过程。概况23:46:21传统强度理论损伤力学断裂力学破坏力学变形损伤宏观裂纹裂纹扩展破坏塑性失稳损伤力学主要研究宏观可见的缺陷或裂纹出现以前的力学过程；断裂力学研究宏观裂纹体的受力与变形、以及裂纹的扩展，直至断裂的过程。概况23:46:21•损伤力学研究内容研究含损伤的变形固体在载荷、温度、腐蚀等外在因素的作用下，损伤场的演化规律及其对材料的力学性能的影响。•损伤力学研究方法连续损伤力学细观损伤力学•断裂力学研究方法断裂物理（细微观）线弹性断裂力学（宏观）（1920~1973）弹塑性断裂力学（宏观）（1960~1991）宏微观断裂力学概况23:46:21两大假设：均匀、连续均匀性和连续性假设均不成立均匀性假设仍成立，但且仅在缺陷处不连续断裂力学的分类：断裂力学根据裂纹尖端塑性区域的范围，分为两大类：（1）线弹性断裂力学---当裂纹尖端塑性区的尺寸远小于裂纹长度，可根据线弹性理论来分析裂纹扩展行为。（2）弹塑性断裂力学---当裂纹尖端塑性区尺寸不限于小范围屈服，而是呈现适量的塑性，以弹塑性理论来处理。概况23:46:22关于损伤破坏的图片概况23:46:22关于断裂破坏的图片23:46:22基本概念一个物体在力的作用下分成两个独立的部分、这一过程称之为断裂，或称之为完全断裂。如果一个物体在力的作用下其内部局部区域内材料发生了分离，即其连续性发生了破坏，则称物体中产生了...