材料強度學的基本假定

  材料強度學一方面必須用連續(xù)介質(zhì)力學的方法去獲得評價參數(shù)，另一方面必須從真實材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)變化出去考察其失效或破壞條件，它實際上起著將理想模型化了的連續(xù)體與真實材料起來的橋梁作用。在獲取評價參數(shù)時，不可避免地要用到連續(xù)介質(zhì)力學的基本假定，但這些假定只是在獲取評價參數(shù)時才使用。由于在材料強度學中更重要的是把真實的材料行為與宏觀評價參數(shù)的臨界狀態(tài)起來，所以還必須引入一些特殊的基本假定才能建立起這種。

    （1）表征假定：雖然建立在連續(xù)性和均勻性等假定之上的應力應變等參數(shù)，并不代表材料內(nèi)部具體微觀結(jié)構(gòu)上的真實受力或變形狀態(tài)，但它們可以用來表示其具有平均或統(tǒng)計意義上的受力或變形狀態(tài)。

    （2）行為假定：材料的力學行為是通過具有平均或統(tǒng)計意義的受力或變形狀態(tài)表現(xiàn)出來的，某個特定微結(jié)構(gòu)的力學行為并不代表材料的力學特性。

    （3）失效及破壞狀態(tài)假定：構(gòu)件的失效或破壞，是其材料的受力或變形狀態(tài)，達到材料本身固有的某個臨界狀態(tài)時發(fā)生的結(jié)果。這種臨界狀態(tài)是由材料內(nèi)部典型微結(jié)構(gòu)的失效或破壞機理決定的。典型微結(jié)構(gòu)是指具有代表性和統(tǒng)計特征的微結(jié)構(gòu)，而不是某一特定的微結(jié)構(gòu)。因此，對應于失效臨界狀態(tài)的宏觀參數(shù)的極限值，必然是具有統(tǒng)計特征的。

    （4）典型微結(jié)構(gòu)臨界狀態(tài)假定：對應于一種失效機理，典型微結(jié)構(gòu)的臨界狀態(tài)是材料所固有的，不會因為構(gòu)件的形狀和受力狀態(tài)的改變而改變。這種典型微結(jié)構(gòu)的臨界狀態(tài)，可以通過斷面顯微觀察等手段來確定。失效機理不同，則臨界狀態(tài)也不同。

    （5）缺陷分布假定：對于具有某一固有強度特性的材料，各種類型的微結(jié)構(gòu)在材料內(nèi)部不同部位出現(xiàn)的概率是一樣的。反之，如果這種概率是不一樣的，則強度特性也將具有位置依存特性（如梯度材料等）。

    （6）包容性假定：具有隨機分布特征的內(nèi)部微觀缺陷對失效及破壞臨界狀態(tài)（具有組織敏感性）的影響，可以被包含于材料強度特性的統(tǒng)計特征中。必須指出，即使是同一種材料 ，在不同部位其內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)也不可能是*相同的。包容性假定使得我們可以不必考慮材料內(nèi)這種微觀結(jié)構(gòu)差別對組織敏感量和評價方法的影響。

    以上假定和處理方法已被大量的實驗結(jié)果和工程事例證實是合理的。相對于連續(xù)介質(zhì)力學的基本假定把分析模型和真實材料的變形特性起來，這些假定起到了將分析模型與現(xiàn)實材料的強度特性起來的作用。另一方面，這些假定實際上也限定了材料的力學特性概念及破壞準則等，只有在一定的尺度范圍內(nèi)才有意義，不能細化到具體的微觀結(jié)構(gòu)。

注：實驗過程中結(jié)合測試儀器如剝離試驗機進行測試實驗，得到材料性能的數(shù)據(jù)。