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材料的微结构损伤与韧性断裂-力学进展
·
第 卷 第 期 力 学 进 展
年 日 工 七‘ , ,
二 ‘‘‘‘‘石二二二二石二二二二
材料 的微结构损伤与韧性断裂
李 国 深
巾国科学院力学研 究所
主题 词 损 伤 微 结 构损 伤 空 洞 损 伤 剪切 带损 伤 断 裂 自一致 方 法
前 言
年代起至 年代 , 国际上 开展 了材料宏观 力学性能 的大量研 究 , 提 出了应 力强度 因
子 和 积分 , 确 定 了断裂韧性参 数 的测 定方法 , 创立 了断裂力 学学科并制定 了规范, 对材
料 的断裂 、 疲 劳性能 的预 测和安全设计做 出了很大贡献 进入 年代 后 开始注意到现 有 技
、
术远 远不 能认识和控制各类裂 纹 的起 因和 发展 例如 , 和 不 能解 决裂纹 的稳态 扩展 复
合型裂纹和微 小裂纹 拼 及 更小 问题 等 这 些 问题 的特 点是 塑性变形 大 , 材 料 微 结
构及 位错组态 经历着术断变化 表 明单纯 的固体 力 学研 究 已不 足 以说 明 问 题 例 如 , 高 桦
等仁犯的实验研 究表 明, 在静态 复合型加载下 的断裂韧性 的弹性理论预 测值 大大低 于 实验值
在交变加载时 , 情况 又 恰好相反 , 理论 的 门槛值又 远 高于 实验值 〔“, 原因是 需要考 虑 塑 性
变形影 响 , 在 亚 型加载 比例增大时情况 更为 突 出 这 一研 究表 明, 除非极其脆性 的材料 , 一
般工程材料 在 复合 型加载下 , 原有 的 以弹性理论 为基础 的复合 型 断裂准则 已然失效 对于第
一
一 阶段 的疲劳裂纹 , 实验结果 表 明, 刁 关 系值 极其分散 〔 〕 可 见在短裂 纹 情 况 下
乙 不 能表征材料 的疲劳特性 理 论 研 究也表 明, 材料 进入 塑性 阶段后 , 在靠近裂纹顶端 的
断裂过程 区域 内 积分并不 守恒 理 用塑性力 学流动理论计 算 的结果表 明,
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