(重慶交通大學　重慶　400000)

為解決結構性質的斷裂開展了一門研究力學，斷裂力學。它將各類力學和工學緊密結合,是一門涵蓋各領域的力學專業(yè)課。力學一步步的發(fā)展到現(xiàn)在,人們意識到,傳統(tǒng)意義上的的強度理論指標已經(jīng)無法很大程度保障結構的安全,一般按照傳統(tǒng)意義上的設計理念去設計材料的強度和韌度,然而材料有時極抵的應力威脅到材料的安全。

材料內(nèi)部所產(chǎn)生的缺陷引起了宏觀力學知識材料發(fā)生結構上的損傷，我們稱之為損傷力學?，F(xiàn)如今有很多理論,中國學者認為巖體材料內(nèi)部所含裂紋缺陷分布的隨機性出發(fā)，使用微型元的一般性分布，采取產(chǎn)生損傷微元數(shù)量的比例大小來定義損傷產(chǎn)生的變量。但任然存在一個問題就是無法解釋宏觀上的現(xiàn)象，此外巖石材料的損傷學一般是通過做實驗來獲得的,其研究試件由于尺寸上的特點使得實驗結果和實際差別比較大;研究內(nèi)容還限定在單軸或三軸拉壓、螺變、疲勞等一些特定條件下的加載損傷演變,對各種卸載條件下的研究還不夠。

一、斷裂力學與損傷力學研究的內(nèi)容

斷裂力學主要考慮荷載大小和裂紋長度兩個方面的內(nèi)容，研究有一條宏觀裂紋的構件，隨著服役時間后使用次數(shù)的增加，裂紋總是愈來愈長。在工作載荷較高時，比較短的裂紋就有可能發(fā)生斷裂；在工作載荷較低時，比較長的裂紋才會帶來危險。這表明表征裂端區(qū)應力變場強度的參量與載荷大小和裂紋長短有關，甚至可能與構件的幾何形狀有關。

二、斷裂力學解決問題的思路

1.斷裂力學研究眾多環(huán)境和荷載作用下材料空洞引起的破壞或者是裂紋.即就是，在各種環(huán)境下：

(1)裂紋結構形式的變形和受力;

(2)反映材料減弱裂紋發(fā)展的的試驗方法

(3)在給定載荷(單調的或交變的、脈沖的)作用以及在工作介質的作用下,裂紋擴展的規(guī)律;

(4)應用斷裂力學于結構選材和結構的安全評定等.

2.斷裂力學在研究上的方法特點是:從塑性力學和彈性力學方程的角度出發(fā),將裂紋當作為一種應力邊界的條件,考察裂紋頂端的位移場、應變、力場,依據(jù)實驗去建立和斷裂物理參照量的關系。

三、損傷力學解決問題的思路

1.損傷力學具體地說，它可列舉為：

(1)從固體力乳固體物理與不可逆過程熱力學的角度定義與量測損傷；

(2)從細觀的方法或宏觀的方法，建立考慮損傷的本構關系及損傷演化方程；

(3)給出相應的損傷力學的初、邊值問題的提法(或相應的變分提法).并將連續(xù)介質損傷力學用于結構破壞分析；

(4)應用于不同的損傷類型的分析：如彈性損傷、塑性損傷、蠕變損傷、疲勞損傷等。

2.損傷力學以處理方法的不同分為兩類：

(1)連續(xù)損傷力學。將連續(xù)介質模型用具有離散結構的損傷材料進行模擬,將損傷變量的概念引入,具體描述了材料裂紋從細部到宏觀上的整個過程。

(2)細觀損傷力學。細觀損傷力學根據(jù)材料細觀成分的單獨的力學行為。

四、斷裂力學與損傷力學的相互關系

損傷力學中，材料的破壞有變形慢慢發(fā)展而來,損傷遍布和蔓延著材料的整個過程,損傷力學研究了材料的損傷變化過程中的所有性能變化。因此,為了更加切合實際,所以研究物體破壞,就要把斷裂力學和損傷力學二者結合起來

五、結語

宏觀意義上的斷裂力學也即就是傳統(tǒng)意義上的斷裂力學,他研究了材料本身的一個指標，斷裂韌性指標。但對于材料組織結構的作用，卻沒有完整正確的解釋說。也就是材料是如何獲得不同水平上的抗裂能力的。伴隨著科學的不斷進步，損傷力學理論、測試手段、技術能力亦不斷發(fā)展,損傷力學將得到更為廣泛的應用。