作业帮什么是金属材料的动态损伤
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/27 21:24:32
什么是金属材料的动态损伤
什么是金属材料的动态损伤
什么是金属材料的动态损伤
1 金属延性材料动态损伤与断裂的实用模型
张 林 蔡灵仓 金孝刚 经福谦 陈栋泉
金属材料在动载荷下的损伤与断裂自20世纪70年代以来一直是世界上的研究热点之一,在航空、航天以及军工领域有着重要的应用意义.本文提出了一个非常实用的理论模型.
1952年,Drucker针对弹塑性材料提出了一个公设,即材料的物质微元在应力空间任意闭循环中所作的余功不可能为正.可以证明Drucker公设成立的基本点是ds ie i ³ 0 ,s i ,e i 分别是应力和应变张量的分量.实际上是材料在变形过程中保持稳定的基本要求,因此对于含损伤的材料,Drucker公设依然适用.由Drucker公设以及应变的可拆分性,证明含损伤材料在发生不可逆变形的过程中,存在着独立的描述材料基体塑性流动和损伤发展的两个加载面,而且塑性流动和损伤发展满足各自的正交法则.由于材料基体塑性流动和损伤发展加载面的分离,使得本模型的结构具有很强的普适性和实用性.
从能量的角度考虑,在材料基体塑性不可压假设下,给出基体塑性流动的加载函数为
J2是应力偏量的第2个不变量；Y(,X)是基体材料由Hopkinson杆实验确定的动态本构关系；D是损伤变量,其定义是空隙比,ED,n D,Em,n m分别是损伤体整体的杨氏模量、泊松比以及材料基体的杨氏模量和泊松比；h是应变硬化函数；是基体有效塑性应变和应变率；b 是损伤耦合参数.
损伤的长大方程选用封加波、经福谦导出的方程.损伤对材料强度的影响使用Mackenzie 1950年给出的表达式.基体材料的状态方程在低压下可以使用默拉汉物态方程,可以在几十GPa范围内适用.当然也可以选用具有更大适用范围的其它物态方程.利用这一模型,对抗氢钢的层裂实验进行了数值模拟,理论计算的自由面速度剖面与实测结果符合得很好.