第��卷第�期����年�月��日力学进展�����������������������������、����,����损伤力学及其在复合材料中的应用飞机结构强度研究所沈真一、月��吕“损伤��������”对工程技术人员说来并不是一个陌生的字眼�冶炼、冷热加工过程,载荷与温度的变化,化学和射线等环境的作用等,都会使材料内部存在和产生微观的以致宏观的缺陷。通常当材料内部含有这些微观以致宏观的缺陷时便认为材料受到了损伤。由于损伤对结构的安全造成了巨大的威胁,因此这一问题受到了广泛的重视,并对此进行了大量的研究�从力学角度研究这些内部缺陷的作用时,通常有两种方法�一种是把它们简化为一个或有限个宏观裂纹,研究其尖端附近的应力、应变以及位移场,并确定其扩展及失稳的条件,这就是大家熟知的“断裂力学”�断裂力学的巨大进展,已给结构设计带来了革命性的变化,例如飞机就采用了“损伤容限”一设计原则�显而易见,断裂力学的研究方法并不能处理所有的材料损伤问题,因为这些内部缺陷并不总是能简化为一个或有限个宏观裂纹。例如在疲劳和蠕变条件下,形成宏观裂纹前,材料往往在其薄弱部位首先出现许多微观空隙,而宏观裂纹则仅是这些微观空隙扩大与合并的结果,这一过程通常占用了寿命的大部分。又如有些材料�如复合材料�的内部缺陷,虽已达到宏观的尺度,可被简化为有限个宏观裂纹�或缺口�,但在这些裂纹�或缺口�附近的区域里充满着微细裂纹与空穴,也即存在一“损伤区”,它的尺度常常与宏观裂纹�或缺口�同量级,甚至高一量级�由于这一损伤区的存在可能完全改变裂纹�或缺口�附近应力变场的特性,因此在处理这一类的材料损伤问题时,必须从力学角度采用与断裂力学完全不同的另一种研究方法。当然对这一类问题也已进行了大量研究,并提出了各种各样的损伤理论,如蠕变中的�������线性累积损伤法则,疲劳中的�����线性累积损伤法,������一������公式和应变范围分割法等�但所有这些损伤理论,在进行结构分析时都没有考虑这些微细空隙的力学作用,也即没有计及这些损伤对附近应力应变场的影响,而这一影响有时会带来很大的误差�同时,一般说来,把这类理论精密化,或者推广到更复杂的情况,相当困难,因而也就有很大的局限性,一最近,把这类微细空隙的力学作用,理解为连续变量场�损伤场�,并由此,研究材料微细空隙的扩展和含有微细空隙材料的性质的一门新学科正在形成,这就是“损伤力学”。损伤力学这...
