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材料强度学的基本假定

发布时间: 2011-12-16  点击次数: 2430次

  材料强度学一方面必须用连续介质力学的方法去获得评价参数,另一方面必须从真实材料的内部组织结构变化出去考察其失效或破坏条件,它实际上起着将理想模型化了的连续体与真实材料起来的桥梁作用。在获取评价参数时,不可避免地要用到连续介质力学的基本假定,但这些假定只是在获取评价参数时才使用。由于在材料强度学中更重要的是把真实的材料行为与宏观评价参数的临界状态起来,所以还必须引入一些特殊的基本假定才能建立起这种。

    1)表征假定:虽然建立在连续性和均匀性等假定之上的应力应变等参数,并不代表材料内部具体微观结构上的真实受力或变形状态,但它们可以用来表示其具有平均或统计意义上的受力或变形状态。

    2)行为假定:材料的力学行为是通过具有平均或统计意义的受力或变形状态表现出来的,某个特定微结构的力学行为并不代表材料的力学特性。

    3)失效及破坏状态假定:构件的失效或破坏,是其材料的受力或变形状态,达到材料本身固有的某个临界状态时发生的结果。这种临界状态是由材料内部典型微结构的失效或破坏机理决定的。典型微结构是指具有代表性和统计特征的微结构,而不是某一特定的微结构。因此,对应于失效临界状态的宏观参数的极限值,必然是具有统计特征的。

    4)典型微结构临界状态假定:对应于一种失效机理,典型微结构的临界状态是材料所固有的,不会因为构件的形状和受力状态的改变而改变。这种典型微结构的临界状态,可以通过断面显微观察等手段来确定。失效机理不同,则临界状态也不同。

    5)缺陷分布假定:对于具有某一固有强度特性的材料,各种类型的微结构在材料内部不同部位出现的概率是一样的。反之,如果这种概率是不一样的,则强度特性也将具有位置依存特性(如梯度材料等)。

    6)包容性假定:具有随机分布特征的内部微观缺陷对失效及破坏临界状态(具有组织敏感性)的影响,可以被包含于材料强度特性的统计特征中。必须指出,即使是同一种材料 ,在不同部位其内部微观组织结构也不可能是*相同的。包容性假定使得我们可以不必考虑材料内这种微观结构差别对组织敏感量和评价方法的影响。

    以上假定和处理方法已被大量的实验结果和工程事例证实是合理的。相对于连续介质力学的基本假定把分析模型和真实材料的变形特性起来,这些假定起到了将分析模型与现实材料的强度特性起来的作用。另一方面,这些假定实际上也限定了材料的力学特性概念及破坏准则等,只有在一定的尺度范围内才有意义,不能细化到具体的微观结构。

注:实验过程中结合测试仪器如剥离试验机进行测试实验,得到材料性能的数据。

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