延性損傷

延性損傷可以描述為材料變形過程中微孔洞形核、長大和擴展。延性損傷可以認為是延性破壞前的微小變化，延性損傷的不斷能引起延性破壞。

基本介紹

• 中文名：延性損傷
• 外文名：Ductile damage
• 來源：損傷力學
• 相關概念：脆性損傷

損傷

在外載或環境作用下，由細觀結構缺陷（如微裂紋、微孔隙等） 萌生、擴展等不可逆變化引起的材料或結構巨觀力學性能的劣化稱為損傷。損傷理論將材料斷裂的過程描述為微孔洞的形核、長大、聚合直至產生巨觀裂紋的過程。

延性破壞

延性破壞：結構或構件在破壞前有明顯變形或其它預兆的破壞類型。

在衝擊和振動荷載作用下，要求結構的材料能夠吸收較大的能量，同時能產生一定的變形而不致破壞，即要求結構或構件有較好的延性。例如，鋼結構材料延性好，可抵抗強烈地震而不倒塌；而磚石結構變形能力差，在強烈地震下容易出現脆性破壞而倒塌。為此，磚石砌體結構房屋需按抗震規範要求設定構造柱和抗震圈樑，約束砌體的變形，以增加其在地震作用下的抗倒塌能力。鋼筋混凝土材料具有雙重性，如果設計合理，能消除或減少混凝土脆性性質的危害，充分發揮鋼筋塑性性能，實現延性結構。為此，抗震的鋼筋混凝土結構都要按照延性結構要求進行抗震設計，以達到抗震設防的三水準要求：小震下結構處於彈性狀態；中震時，結構可能損壞，但經修理即可繼續使用；大震時，結構可能有些破壞，但不致倒塌或危及生命安全。

延性損傷斷裂準則

依據延性破壞過程中損傷內變數積累所建立的損傷斷裂準則已有 10 多種表達形式 ,均表現為如下積分
形式： (σi , σ)d = C

式中 ， 為應力分量(σi)或應力不變數(σ)等的某種形式函式，源自於損傷內變數的力學控制表達形式,其準
確性取決於理論模型研究的深入性 ，且與模型參數的試驗測定相關；表示等效塑性應變；1表示斷裂發生
瞬間斷裂處材料的等效塑性應變 ;C 表示材料的斷裂閾值 。

損傷變數

材料或結構在損傷過程中，其內部微裂紋或空隙是相互作用、相互影響的，並不存在某一孤立的控制損傷發展狀態的裂紋，而且人們也不可能對所有裂紋一一做出幾何學的描述，更無法確定各裂紋尖端附近的應力場。因此，力學工作者把含有眾多分散的微裂紋區域看成是局部均勻場，在場內考慮裂紋的整體效應，試圖通過定義一個與不可逆相關的場變數來描述均勻場的損傷狀態，這個場變數就是損傷變數。

損傷變數是表征材料或結構劣化程度的量度，直觀上可理解為微裂紋或空洞在整個材料中所占體積的百分比。在損傷力學中，損傷變數實際上起著“劣化運算元”的作用，材料或結構的損傷狀態即是通過這些具有客觀統計特徵的損傷變數來描述的。從熱力學的觀點來看，損傷變數是一種內部狀態變數，它能反映物質結構的不可逆變化過程。