理论教育 损伤变量的定义及应用领域

损伤变量的定义及应用领域

时间:2023-10-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:式(2-1)为损伤变量最初定义式,在现实应用中,针对于不同特性的材料其发生损伤的特点和机制存在差别,需要选用不同损伤变量。针对于钢材等各向同性材料的损伤研究,多将损伤变量作为标量进行研究。对于混凝土等各向异性材料,损伤也具有各向异性,损伤变量常采用张量形式考虑。

损伤变量的定义及应用领域

损伤变量由Rabotnov在推广前人研究的基础上引出,用来描述材料损伤程度,用损伤后截面减小的截面积与损伤前截面积之比表示,如式(2-1),A为无损伤承载面积为受损后有效承载面积,D为损伤变量,其变化范围在0≤D≤1,D=0为理想无损伤状态,D=1为损伤达到最大即材料达到破坏。

式(2-1)为损伤变量最初定义式,在现实应用中,针对于不同特性的材料其发生损伤的特点和机制存在差别,需要选用不同损伤变量。针对于钢材等各向同性材料的损伤研究,多将损伤变量作为标量进行研究。对于混凝土等各向异性材料,损伤也具有各向异性,损伤变量常采用张量形式考虑。(www.daowen.com)

由于材料截面积常常有不规则形状,且承受荷载形式多样导致材料损伤值可能随时间的变化规律较为复杂,仅仅从损伤变量的定义着手确定材料每时每刻的损伤值难以真正实现。故需要从宏观力学角度出发获得损伤变量值随某些易于监测的变量变化的演化方程。对于绝大多数金属材料,多从能量角度进行损伤研究,损伤认为是一个能量耗散的过程,故在不可逆热力学的基础上,通过具有一些内部状态变量自由能密度函数或耗散势函数推导损伤变量演化方程,方程中所含变量通常是含义明确、易于监测的变量。

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