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Data download一般地,要建立材料的失效準(zhǔn)則,即發(fā)生失效的臨界狀態(tài)的判別式(這里不包括幾何強(qiáng)度不足引起的失效),必須注意以下兩個(gè)一般性要求:一是對(duì)同一材料,不論構(gòu)件的幾何形狀及受力狀態(tài)如何,對(duì)應(yīng)于同一種失效的條件應(yīng)該是同一的;二是對(duì)不同的材料,如果是同一類(lèi)材料(如脆性材料、韌性材料等),則其失效條件必須是同形的(即只是其中的一些材料常數(shù)發(fā)生變化)。未經(jīng)這種一般性驗(yàn)證的失效條件,一般只是個(gè)案(case by case)研究,而不是科學(xué)的具有通用性的失效評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。這種一般性要求,導(dǎo)致材料強(qiáng)度學(xué)必須從是失效的本質(zhì)因素(即微觀機(jī)理或宏觀普遍真理如能量平衡等)入手,來(lái)研究材料的失效條件與形成強(qiáng)度特性的機(jī)制,反過(guò)來(lái)也說(shuō)明了僅從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)建立破壞準(zhǔn)則的經(jīng)驗(yàn)方法并不一定能給出具有普遍性的失效準(zhǔn)則。建立了具有一般性的失效準(zhǔn)則后,材料的強(qiáng)度特性實(shí)際上只需用一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)簡(jiǎn)單受力狀態(tài)下的應(yīng)力或應(yīng)變的臨界值來(lái)表示,而無(wú)須對(duì)每一種復(fù)雜受力狀態(tài)都給出一個(gè)臨界值。
另一方面,材料的破壞或失效,總是在力(可以是外力,也可以是內(nèi)力)的作用下發(fā)生的,歸根結(jié)底是力作用的結(jié)果,而且它并不是孤立地發(fā)生的,而是與破壞或失效發(fā)生前的作用力及其相應(yīng)甚至包括其履歷相關(guān)的。因此,從因果律的角度看,研究材料破壞或失效的條件,應(yīng)該是從破壞或失效發(fā)生前的受力及變形狀態(tài)出發(fā),而不能以破壞發(fā)生后的狀態(tài)作為判斷的依據(jù)。但為了分析材料破壞的機(jī)理,我們常常需要對(duì)材料斷片進(jìn)行微觀組織結(jié)構(gòu)的觀測(cè)。此時(shí)實(shí)際上已包含了一個(gè)假定,即破壞或失效會(huì)引起宏觀參數(shù)的顯著變化或突變,但材料的微觀結(jié)構(gòu)(破面除外)則不存在突變。這樣我們就可以通過(guò)對(duì)斷面組織結(jié)構(gòu)的觀測(cè),來(lái)得到材料發(fā)生破壞時(shí)的微觀組織結(jié)構(gòu)形式。這一假定是我們從微觀結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行材料強(qiáng)度特性分析的依據(jù)。
必須指出,雖然對(duì)于傳統(tǒng)的常見(jiàn)材料,常見(jiàn)工況下的破壞準(zhǔn)則和強(qiáng)度特性都是現(xiàn)成的,但對(duì)于不斷涌現(xiàn)的新材料或新環(huán)境下的材料破壞評(píng)價(jià),一般其破壞機(jī)理與傳統(tǒng)材料有所不同,往往無(wú)法應(yīng)用已有的破壞準(zhǔn)則,而要求力學(xué)工作者去建立新的失效準(zhǔn)則或?qū)ΜF(xiàn)有準(zhǔn)則作必要的擴(kuò)展。不僅如此,如何本質(zhì)性地描述新材料的力學(xué)行為,如強(qiáng)度特性、變形特性等,也常需要新的方法。即使是對(duì)于傳統(tǒng)的常見(jiàn)材料,由于使用條件的化、苛刻化等原因,其破壞機(jī)理也遠(yuǎn)沒(méi)有*搞清楚。這就要求我們必須對(duì)失效機(jī)理及材料強(qiáng)度特性等的成因有系統(tǒng)的知識(shí),才能正確處理工程實(shí)際中涌現(xiàn)出的各種形式的破壞或失效的問(wèn)題。
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