細觀力學

固體力學的分支，用連續介質力學方法分析具有細觀結構（即在光學或常規電子顯微鏡下可見的材料細微結構）的材料的力學問題。

基本介紹

• 中文名：細觀力學
• 外文名：mesomechanics；micromechanics
• 定義：固體力學的分支，用連續介質力學方法分析具有細觀結構（即在光學或常規電子顯微鏡下可見的材料細微結構）的材料的力學問題。
• 研究內容：細觀力學方法論/細觀損傷力學等

英文

mesomechanics；micromechanics

概述

其研究尺度可從10納米到毫米量級，隨研究對象不同而異。細觀力學是固體力學與材料科學的交叉學科，其發展對固體力學研究層次的深入以及對材料科學規律的定量化表達都有重要意義。

細觀力學的奠基，歸功於G.I.泰勒等人於20世紀20、30年代在細觀塑性理論方面的開創性工作。細觀損傷力學在50年代初具雛形，70年代A.L.哥森提出第一個封閉的理論體系。細觀力學的方法論則由J.D.艾舍比、R.希爾、T.穆拉等力學家開創。材料細觀力學自70、80年代以來相繼在金屬、複合材料、陶瓷、混凝土、高分子和電子材料中取得重要套用，且其發展與細觀計算力學的發展相輔相成。50年代，中國錢學森第一次提出並系統闡述了“細觀力學”這一中文名詞。

細觀力學的研究內容包括

①細觀力學方法論。除包括細觀力學的一般公理化體系外，還主要探討各個細觀尺度之間、巨觀與細觀之間力學量的轉化規律，如自洽理論、隨機夾雜理論、分形理論、重整化群理論等。②細觀塑性理論。從位錯、滑移、單晶和多晶不同層次探討塑性變形的物理規律。③細觀損傷力學。從孔洞、微裂紋、局部化帶、界面失效等細觀損傷基元出發定量地刻劃固體破壞行為的孕育和發展過程。④材料細觀力學。具體結合材料構造來定量表述金屬、陶瓷、高分子、岩土、生物材料和複合材料的力學行為，尋求材料與高新技術微結構的硬化與韌化機制，也包括對功能電子材料在電子學、磁學和力學耦合意義上的失效力學和可靠性研究。⑤細觀計算力學。將細觀力學的算法引入細觀分析構型，並發展適宜於各種典型細觀結構的專用算法和表達宏細觀結合的統計型計算方法。⑥細觀實驗力學。它發展具有高解析度的力學量測方法和對材料內部細觀形變、損傷、斷裂過程的非破壞式測量技術。