定義損傷變量

定義損傷變量定義損傷變量需要考慮一定的研究層次和尺度"在宏觀層次上，基于連續(xù)介質力學的方法，研究固體材料中的一個代表性體元,通過考察體元受到損傷而引起的宏觀力學性能參數的變化來定義損傷"在這一層次下定義的損傷是一個在空間上連續(xù)分布，而又隨時間連續(xù)變化的變量，其一般定義式為：D=1一A/A0（2.4.1）式中:D為損傷變量;A和A0分別為材料的當前和初始力學性能參數,代表了材料的應力強度!彈性模量和質量密度以及材料內部微缺陷的體積分數比或面積分數比等'當D=0時，表示材料無損傷;當D=1時，表示材料完全喪失承載能力”宏觀的損傷基準量包括:彈性常數!屈服應力!拉伸強度!延伸率!密度!電阻!超聲波速度!聲發(fā)射，此類物理量對損傷過程比較敏感,且在實驗室易于測定，常作為定義宏觀損傷變量的依據"從細觀層次來看，體元內部包含了大量信息，即微缺陷的類型!數目!位置!取向和尺寸等，因此可以根據微缺陷的統計分布規(guī)律來定義損傷變量"由此，可定義一無量綱化參數）微缺陷密度比O-來表征微缺陷的損傷效果，其定義式如下 ：綱化參數一微缺陷密度比①孑來表征微缺陷的損傷效果，其定義式如下：(2.4.2)式中：?？纱砦⑷毕莸拈L度、面積或體積等，a代表微缺陷的特征尺度，是微缺陷損傷系統中的密度分布函數。細觀的損傷基準量包括：微缺陷的數目、長度、面積、體積，微缺陷的形狀!配列!由取向所決定的有效面積;此類基準量不能直接與宏觀的力學建立物性關系，所以用它來定義損傷變量的時候，需要對它作出一定的宏觀尺度下的統計處理（如平均!求和等）"⑴各向同性損傷變量最初的KaChanovl3sl模型把損傷考慮為一個標量，即在各個方向的損傷變量的數值都相同,沒有方向性;定義由于微裂紋的發(fā)展而引起的有效受力面積的減小為損傷變量并且認為最大拉主應力是支配損傷的主要因素"Lemaitre[41]提出了/等效應變0假設，認為損傷過程中導致的有效受力面積的減小同彈性模量的減小是等價的,由此建立了描述混凝土損傷的/彈性模量法0;用彈性模量的變化來描述損傷狀態(tài)"(e)彈簧加載裝置東南大學的孫偉、慕儒博士依據虎克定律設計了彈簧加載裝置。該裝置示意圖如圖2-10所示[127U54]o該荷載架通過壓縮彈簧對試件施加荷載，預先測定彈簧剛度，通過控制彈簧壓縮變形量來控制應力的大小。經過測定和計算，采用這種方法施加荷載，實驗過程中應力松弛、試件和儀器的熱膨脹以及凍融循環(huán)溫度變化等對試件受荷幾乎沒有影響。而且該裝置體積小，由于溫度引起的誤差很小，完全可以忽略，加載效果明顯，可以滿足短期內大批量的耐久性試驗。劉斯鳳博士考慮到干濕交替以及腐蝕溶液對加載裝置的腐蝕影響，對其進行了改進，增加了加載裝置耐久性試驗的長期可靠性和干濕交替試驗的簡便性。其改進裝置如圖2-11所示皿。SpringFulcrumSample> 57.5>45Z5