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任何工程材料都是包含有大量缺陷(如空穴、雜質(zhì)、位錯(cuò)、微孔、微裂紋等)的固體，在缺陷連續(xù)統(tǒng)理論中它們被統(tǒng)稱(chēng)為缺陷體。由于這類(lèi)細(xì)微的缺陷數(shù)目眾多，分布規(guī)律也難于掌握，因此要精確研究它們對(duì)材料強(qiáng)度分析是一件非常復(fù)雜和困難的事情。為解決此問(wèn)題，建立在材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)和塑性力學(xué)基礎(chǔ)之上的經(jīng)典強(qiáng)度分析理論，是將原始材料視為無(wú)缺陷體，并把實(shí)際存在的各種缺陷對(duì)材料強(qiáng)度的影響，用某些宏觀可測(cè)的材料參數(shù)，例如材料的強(qiáng)度(或屈服)極限來(lái)反映和描述。
因此，雖然在上述經(jīng)典理論中并未考慮實(shí)際存在著的大量隨機(jī)分布于材料之中的細(xì)微缺陷的影響，但由于其影響已在引入的強(qiáng)度(或屈服)極限參數(shù)中得到了體現(xiàn)，所以經(jīng)典強(qiáng)度分析理論的計(jì)算結(jié)果依然與實(shí)際情況比較吻合。
需要指出的是，如果構(gòu)件中除包含有隨機(jī)分布的細(xì)微缺陷外，還包含著某些宏觀缺陷(例如宏觀孔洞或裂紋)，則上述經(jīng)典強(qiáng)度分析理論就不再有效，孔附近的應(yīng)力集中理論和斷裂力學(xué)理論就是為解決這類(lèi)問(wèn)題應(yīng)運(yùn)而生的固體力學(xué)新分支。另外，即使不包含宏觀缺陷，但在長(zhǎng)期荷載或交變荷載的作用下，上述隨機(jī)分布的原始細(xì)微缺陷也往往會(huì)逐漸演變成為宏觀缺陷，從而導(dǎo)致構(gòu)件在經(jīng)典強(qiáng)度分析理論認(rèn)為是安全的荷載作用下突然失效。
鑒于孔附近的應(yīng)力集中理論和斷裂力學(xué)理論都已比較趨于成熟，而長(zhǎng)期荷載或交變荷載作用下的問(wèn)題則因需要考慮材料流變及疲勞這類(lèi)比較復(fù)雜因素的影響，以致于目前還停留在借助于試驗(yàn)解決問(wèn)題的階段。本研究將著重討論解決后一問(wèn)題的更為理性，并具有普適性的缺陷體強(qiáng)度分析理論。
從宏觀的角度出發(fā)，可以把隨機(jī)分布于原始材料(即缺陷體)之中的，實(shí)際上并不連續(xù)的眾多細(xì)微缺陷，用一個(gè)連續(xù)的損傷變量來(lái)描述，從而將缺陷體的應(yīng)力、應(yīng)變分析轉(zhuǎn)化為一個(gè)損傷力學(xué)問(wèn)題來(lái)進(jìn)行討論。在引入損傷變量之后，由于相當(dāng)于新增加了一個(gè)未知函數(shù)，所以問(wèn)題的基本方程組也需增加與之相應(yīng)的損傷演變方程，才能使問(wèn)題的基本方程組成為封閉的，而且損傷變量對(duì)應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系等其它方程的影響，也要在新的基本方程中得到恰當(dāng)?shù)捏w現(xiàn)。在熱力學(xué)上，損傷變量的演變過(guò)程可以被看作是材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種不可逆的，需要消耗能量的演變過(guò)程，因此損傷變量可視為一種內(nèi)部狀態(tài)變量(簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)變量)，這樣損傷力學(xué)的基本方程組就可在現(xiàn)代連續(xù)介質(zhì)力學(xué)內(nèi)變量理論的框架內(nèi)建立起來(lái)。
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