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材料強度學的基本假定

更新時間:2016-07-19點擊次數:2830

  材料強度學一方麵必須用連續介質力學的方法去獲得評價(jia) 參數,另一方麵必須從(cong) 真實材料的內(nei) 部組織結構變化出去考察其失效或破壞條件,它實際上起著將理想模型化了的連續體(ti) 與(yu) 真實材料起來的橋梁作用。在獲取評價(jia) 參數時,不可避免地要用到連續介質力學的基本假定,但這些假定隻是在獲取評價(jia) 參數時才使用。由於(yu) 在材料強度學中更重要的是把真實的材料行為(wei) 與(yu) 宏觀評價(jia) 參數的臨(lin) 界狀態起來,所以還必須引入一些特殊的基本假定才能建立起這種。

    1)表征假定:雖然建立在連續性和均勻性等假定之上的應力應變等參數,並不代表材料內(nei) 部具體(ti) 微觀結構上的真實受力或變形狀態,但它們(men) 可以用來表示其具有平均或統計意義(yi) 上的受力或變形狀態。

    2)行為(wei) 假定:材料的力學行為(wei) 是通過具有平均或統計意義(yi) 的受力或變形狀態表現出來的,某個(ge) 特定微結構的力學行為(wei) 並不代表材料的力學特性。

    3)失效及破壞狀態假定:構件的失效或破壞,是其材料的受力或變形狀態,達到材料本身固有的某個(ge) 臨(lin) 界狀態時發生的結果。這種臨(lin) 界狀態是由材料內(nei) 部典型微結構的失效或破壞機理決(jue) 定的。典型微結構是指具有代表性和統計特征的微結構,而不是某一特定的微結構。因此,對應於(yu) 失效臨(lin) 界狀態的宏觀參數的極限值,必然是具有統計特征的。

    4)典型微結構臨(lin) 界狀態假定:對應於(yu) 一種失效機理,典型微結構的臨(lin) 界狀態是材料所固有的,不會(hui) 因為(wei) 構件的形狀和受力狀態的改變而改變。這種典型微結構的臨(lin) 界狀態,可以通過斷麵顯微觀察等手段來確定。失效機理不同,則臨(lin) 界狀態也不同。

    5)缺陷分布假定:對於(yu) 具有某一固有強度特性的材料,各種類型的微結構在材料內(nei) 部不同部位出現的概率是一樣的。反之,如果這種概率是不一樣的,則強度特性也將具有位置依存特性(如梯度材料等)。

    6)包容性假定:具有隨機分布特征的內(nei) 部微觀缺陷對失效及破壞臨(lin) 界狀態(具有組織敏感性)的影響,可以被包含於(yu) 材料強度特性的統計特征中。必須指出,即使是同一種材料 ,在不同部位其內(nei) 部微觀組織結構也不可能是*相同的。包容性假定使得我們(men) 可以不必考慮材料內(nei) 這種微觀結構差別對組織敏感量和評價(jia) 方法的影響。

    以上假定和處理方法已被大量的實驗結果和工程事例證實是合理的。相對於(yu) 連續介質力學的基本假定把分析模型和真實材料的變形特性起來,這些假定起到了將分析模型與(yu) 現實材料的強度特性起來的作用。另一方麵,這些假定實際上也限定了材料的力學特性概念及破壞準則等,隻有在一定的尺度範圍內(nei) 才有意義(yi) ,不能細化到具體(ti) 的微觀結構。

注:實驗過程中結合測試儀(yi) 器如進行測試實驗,得到材料性能的數據。