损伤力学读书报告

关于损伤力学的建议与看法在别的论坛看到关于损伤力学的讨论，想起来几年前毕业的一位师兄在其论文中对损伤力学的讨论，现在发出来大家探讨一下原文如下：1.3材料疲劳分析的损伤力学方法目前，对汽轮机转子破坏过程的研究，基本采用的是线弹性断裂力学方法，其研究的是转子结构中具有明确几何边界的宏观裂纹问题。

它从整体出发，对裂纹前沿的应力、应变、位移和能量场的分析，以确定控制裂纹行为的力学参数，来实现对裂纹扩展和转子安全性进行预测。

而对裂纹萌生的宏观位置往往根据经验进行人为的假定。

事实上，实际转子服役过程中裂纹的萌生寿命往往很长，有的占总寿命的80%～90%。

在这个阶段，材料内部微细观结构逐渐劣化，并逐步发展成为宏观裂纹[25,26,27]，况且有些损伤现象并不导致断裂力学所描述的临界开裂，而且崩溃、失稳等。

因此，对上述转子损伤现象进行定量的数学描述，对于转子结构的裂纹萌生及寿命预估是非常重要的。

也是断裂力学无法解决的。

目前，对于无裂纹转子虽能大致估计其致裂寿命，但不能定量描述裂纹的形成发展过程及确切位置和形貌，而且由于往往采用线性损伤累积理论，不能正确地反映转子材料的实际损伤发展情况，因此，其分析结果往往与实际偏差较大。

近三十年发展起来的连续介质损伤力学[28]，它采用唯象学方法，引入表征损伤的内部状态变量，将损伤纳入热力学框架，重点研究微观缺陷对材料宏观整体平均力学特性的影响，因此，用损伤力学理论导得的结果，既能反映材料微观结构的变化，又能说明材料宏观力学性能的实际变化情况。

可用于分析微裂纹的演化，宏观裂纹形成直至构件的完全破坏的整个过程，弥补了微观研究和断裂力学研究的不足。

因此，损伤力学对于研究汽轮机转子结构在各种载荷环境条件下的灾变事故的产生和发展，进而对其进行复现与防治，有着极其重要的意义。

1.3.1损伤力学发展概况损伤力学的发端被公认为是1958 年Kachanov 在研究金属蠕变时所做的工作，他在当时提出了连续性因子与有效应力的概念，并利用后者给出了前者的演化方程。

硕士研究生课程«损伤理论及其应用»读书报告院(系): 土木工程与建筑学院专业：结构工程任课教师: 余天庆教授博士生导师研究生姓名:王熊珏学号: ********* 成绩：日期： 2014年4月30 日目录摘要┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2损伤力学基础理论┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3损伤力学文献综述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5损伤力学在桥梁工程中的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10参考文献┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12摘要既有桥梁总会存在着不同程度的结构累积损伤, 这不但影响桥梁的正常运营,而且会危及结构的使用安全。

常规桥梁承载能力试验与新近发展起来的健康监测技术都很难独自对会导致桥梁脆性破坏的损伤累积进行有效检测。

因此,提出基于损伤机理的结构损伤安全评定方法的设想,采用局部无损探测和整体、长期健康监测相结合的损伤判断、定位技术,在正确诊断桥梁损伤基础上,综合应用基于损伤力学、疲劳断裂、可靠度理论等多种方法和理论进行损伤安全评定。

因此本文根据实时安全评定结果, 按照不同桥梁结构的损伤特点,即时给出桥梁维护管理对策,以便桥梁管理部门采取相应措施保障桥梁安全使用。

关键词：损伤理论工程AbstractThere is always a different level structure of cumulative damage of bridge, this will not only affect the normal operation of bridges, but will also endanger the structure of safety. General carrying capacity of bridge health monitoring of the test and the newly developed technology of is difficult alone can lead to brittle failure of bridges for effective detection of cumulative damage. Therefore, make safety evaluation method of structural damage based on damage mechanism envisaged adopting nondestructive detection and overall, long-term health monitoring of local damage judgments, the combination of positioning technology, in correct diagnosis of bridge damage on the basis of integrated application based on damage mechanics, fatigue fracture reliability theory, and a variety of methods and theory in safety assessment of damage. Therefore this article according to the assessment results in real time, in accordance with the different characteristics of bridge structure damage, instant for bridge maintenance and management countermeasures in order to bridge in bridge management sector, to take appropriate measures to ensure the safe use.Keywords：bridge; damage; safety assessment ; maintenance management strategy第一部分损伤力学基础理论（课本）1、机械设备工程结构中的构件，从毛坯制造到加工成形的过程中，不可避免地会使构1的裂纹或空隙等)。

《损伤力学》读书报告随着现代工业的飞速发展，大型机械和复杂构件的日益增加，金属构件的疲劳失效已经成为工程领域中，关系到安全、可靠以及经济性的一个重要因素。

一般认为金属的疲劳破坏形式分为如下几个阶段：裂纹形核、小裂纹扩展、长裂纹扩展以及瞬时失效阶段，一般将裂纹形核和小裂纹扩展归为第一阶段，对于这阶段的研究，其主要方法是试验与统计相结合的方法，目前较多的研究室基于细观力学、分子动力学以及断裂物理的研究较多，对于裂纹的扩展阶段，一般是采用试验与断裂力学相结合的方法，这对于飞行器以及工程构件的损伤容限设计是非常必要的手段。

但是这些方法也存在于若干不足之处：（1）、对于裂纹的曲线扩展路径的描述困难。

（2）、二维裂纹扩展和三维裂纹扩展的描述难以统一。

（3）、把第一阶段与裂纹扩展阶段视为独立的阶段。

为止，就需要一个新的固体力学工具，将裂纹形成与扩展的描述进行统一，将二维和三维裂纹的扩展研究进行统一，将裂纹的直线扩展与曲线扩展进行统一。

此时，损伤力学就应运而生，从80年代初期，到目前为止，这方面出版了许多专著，他们对损伤力学的理论以及发展做出了巨大的贡献；下面就介绍损伤力学的一些先关内容：一、破坏力学的发展及损伤力学定义破坏力学发展的三个阶段1)、古典强度理论：以材料的强度作为设计指标：[]σσ<*,即只要材料的应力*σ小于材料的许用应力[]σ就不会破坏。

2)、断裂力学：以材料的韧度为设计指标：IC IC J K J K , ,<。

3)、损伤力学：以渐进衰坏程度作为为指标：C ωω<。

损伤力学定义损伤力学是研究材料的细(微)结构在载荷历史过程中产生不可逆劣化(衰坏)过程，从而引起材料(构件)性能变化、以及变形破坏的力学规律。

二、传统材料力学的强度问题对于传统的力学材料研究首先满足：材料均匀性和连续性假设，即认为材料是 各处性质相同的连续体。

其研究理论和思想如下图所示：三、断裂力学的韧度问题对于断裂力学的研究内容，需要均匀性假设仍成立，但且仅在缺陷处不连续。

材料结构性能学读书报告专业：材料工程专业班级: SＪ1162班学号: ２姓名：杨艳鸽专题名称：《损伤力学》读书报告损伤力学基本假定是损伤力学研究中非常关键的内容.不同的基本假定导致不同的损伤变量定义模式和不同的损伤本构关系。

为得到与研究对象相应的损伤本构关系,必须对受损伤物体的特性进行合理假定。

损伤理论中的基本假定主要有以下三种：应变等价假定、应力等价假定、弹性能等价假定.应变等价假定认为,应力作用在受损材料上引起的应变与有效应力作用在无损材料上引起的应变等价。

基于应变等价假定,受损结构的本构关系可通过无损时的形式描述,只需将其中名义应力换成有效应力即可.应力等价假定认为,损伤状态下真实应变对应的应力和与虚构无损状态下有效应变对应的应力等价。

应变等价假定实际上包含了应力等价假定。

弹性能等价假定认为，损伤状态下真实应变和应力对应的弹性余能和虚构无损伤状态下有效应变和有效应力对应的弹性余能等价。

基于能量等价得到的损伤本构关系和损伤的定义与基于应变或应力等价得到的关系式有所不同.此外，还有载荷等效性假设，即拉伸会引起试棒横向收缩,即从额定面积Ｓ.变到真实面积S；考虑材料损伤后又从真实面积Ｓ压改到有效承载面积~S。

因此，可以定义三种拉伸应力，即设真实承载的拉伸棒等效于一虚拟拉伸棒，可以导出有效应力与真实应力之间的关系：2．１．５损伤本构热力学损伤是与材料内部微观结构组织的改变相关联的，是物质内部结构的不可逆变化过程。

损伤演变与塑性变形一样都会造成材料的不可逆能量耗散，故损伤变量是一种内变量。

材料的损伤本构方程可采用带内变量的不可逆过程热力学定律来研究，即让损伤变量以内变量的形式出现在热力学方程中。

2。

2主要理论２。

2．1各向同性和各向异性弹脆性损伤的一般理论先进的复合材料等固体材料的力学性能（包括刚度、强度等）往往是各向导性的．设这种材料在受载过程中塑性变形较小而加以忽咯,但容易发生诸如基沐微裂纹、纤维断裂和界而脱胶等损伤（这些损伤往往是随机的和大量的，同时具有局部性和各向异性。

中国矿业大学2012 级硕士研究生课程考试试卷考试科目损伤与断裂力学考试时间2012. 12学生姓名张亚楠学号ZS12030092所在院系力建学院任课教师高峰中国矿业大学研究生院培养管理处印制《损伤与断裂力学》读书报告一．断裂力学1．基本概念及研究内容断裂力学是为解决机械结构断裂问题而发展起来的力学分支，它将力学、物理学、材料学以及数学、工程科学紧密结合，是一门涉及多学科专业的力学专业课程。

随时间和裂纹长度的增长，构件强度从设计的最高强度逐渐地减少。

假设在储备强度A点时，只有服役期间偶而出现一次的最大载荷才能使构件发生断裂；在储备强度B点时，只要正常载荷就会发生断裂。

因此，从A点到B点这段期间就是危险期，在危险期中随时可能发生断裂。

如果安排探伤检查的话，检查周期就不能超过危险期。

如下图所示：问题是储备强度究竟是个什么样的参量？它与表征裂端区应力变场强度的参量有何关系？如何计算它？如何测量它？它随时间变化的规律如何？受到什么因素的影响？这一系列问题如能找到答案的话，则提出的以上五个工程问题就有可能得到解决。

断裂力学这门学科就是来解决这些问题的。

1.1影响断裂力学的两大因素a．荷载大小b.裂纹长度考虑含有一条宏观裂纹的构件，随着服役时间后使用次数的增加，裂纹总是愈来愈长。

在工作载荷较高时，比较短的裂纹就有可能发生断裂；在工作载荷较低时，比较长的裂纹才会带来危险。

这表明表征裂端区应力变场强度的参量与载荷大小和裂纹长短有关，甚至可能与构件的几何形状有关。

1.2脆性断裂与韧性断裂韧度（toughness ）：是指材料在断裂前的弹塑性变形中吸收能量的能力。

它是个能量的概念。

脆性（brittle ）和韧性（ductile ）：一般是相对于韧度低或韧度高而言的，而韧度的高低通常用冲击实验测量。

高韧度材料比较不容易断裂，在断裂前往往有大量的塑性变形。

如低强度钢，在断裂前必定伸长并颈缩，是塑性大、韧度高的金属。

金、银比低强度钢更容易产生塑性变形，但是因为强度太低，因此吸收能量的能力还是不高的。

航空发动机叶片疲劳的损伤力学研究及外物损伤影响共3篇航空发动机叶片疲劳的损伤力学研究及外物损伤影响1航空发动机叶片疲劳的损伤力学研究及外物损伤影响航空发动机叶片疲劳是指发动机叶片在长时间的运作过程中，由于受到热量、转动力矩和空气流动等多重因素的影响，出现疲劳裂纹并逐渐扩大，最终导致叶片失效的现象。

发动机叶片的失效会对飞机的安全性造成重大威胁，因此对其进行疲劳损伤的研究十分必要。

航空发动机叶片的损伤力学是指疲劳裂纹从微观层面到宏观层面的演化过程。

其中，微观层面主要研究叶片材料的组织结构、力学性质及其对应的疲劳损伤机理；宏观层面则涵盖了叶片的动静载荷、叶片结构设计等方面，探究叶片疲劳裂纹和叶片失效的机制。

外物损伤也是导致叶片失效的一个重要因素。

航空飞行过程中，发动机叶片很容易受到雨、雪、鸟击等外物的损伤，从而引发或加剧叶片的疲劳裂纹。

因此，疲劳损伤模型的研究需要考虑外物损伤的影响。

此外，在叶片结构设计中，还需考虑如何在保证稳定性的基础上，增强叶片的抗外部损伤能力。

对于航空发动机叶片的疲劳损伤研究，近年来国内外学者们已经取得了大量的研究成果。

其中，材料方面的研究集中在了金属材料、复合材料、压缩层和生物材料等，特别是高温高压复合材料和非金属材料方面的研究，对提高发动机叶片的耐久性和安全性有重要作用。

在疲劳损伤模型方面，发动机叶片疲劳损伤过程主要包括裂纹产生、裂纹扩展和失效三个阶段，学者们通过数值模拟等手段研究了疲劳裂纹扩展速度、损伤积累规律等关键参数。

在增强发动机叶片抗外部损伤能力方面，学者们也进行了大量的研究。

其中，叶片喷涂、塑性变形、球显微组织改变、复合材料等技术应用广泛。

总的来说，航空发动机叶片的疲劳损伤是一个非常复杂的问题，需要从宏观和微观层面多方面考虑，才能为发动机叶片的设计和疲劳寿命提供有价值的参考。

在未来，可以通过加强材料科学基础研究、提高数值模拟和测试手段的精度、拓展喷涂和复合材料在发动机叶片中的应用，为发动机叶片的安全性提供更多保障综合考虑，航空发动机叶片的疲劳损伤问题是一个需要多方面研究的复杂问题。