脆性損傷

脆性損傷可以描述為脆性材料斷裂過程中微觀孔洞的長大和擴展。脆性損傷可以認為是脆性斷裂前的微小變化 ，脆性損傷不斷的積累能引起脆性斷裂。

基本介紹

• 中文名：脆性損傷
• 外文名：Brittle injury
• 來源：損傷力學
• 相關概念：疲勞損傷、延性損傷

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。

脆性

脆性是指材料在外力作用下(如拉伸、衝擊等)僅產生很小的變形即斷裂破壞的性質，與塑性相反，直到斷裂前只出現很小的彈性變形而不出現塑性變形。脆性材料抗動荷載或衝擊能力很差。金屬材料的脆性主要取決於其成分和組織結構。

脆性斷裂

脆性斷裂，簡稱脆斷，是指：構件未經明顯的變形而發生的斷裂，斷裂時材料幾乎沒有發生過塑性變形。如桿件脆斷時沒有明顯的伸長或彎曲，更無縮頸，容器破裂時沒有直徑的增大及壁厚的減薄。脆斷的構件常形成碎片。材料的脆性是引起構件脆斷的重要原因。

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。