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Data download材料強(qiáng)度學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)很有特色的分支學(xué)科,也是一門(mén)力學(xué)與材料科學(xué)、固體物理學(xué)等的交叉學(xué)科。它是一門(mén)研究材料變形、微觀組織結(jié)構(gòu)演化、失效破壞等力學(xué)行為的機(jī)理及相應(yīng)材料特性的本質(zhì)性描述方法的學(xué)問(wèn);通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器如持粘性測(cè)試儀,初粘性測(cè)試儀、拉力試驗(yàn)機(jī)等測(cè)試材料的各種性能是否達(dá)標(biāo),通過(guò)對(duì)變形及失效破壞機(jī)理的研究,建立具有普遍意義的破壞準(zhǔn)則,并尋找出材料強(qiáng)度特性與微觀組織結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在關(guān)系。相比較而言,一般的固體力學(xué)分支學(xué)科都是在連續(xù)介質(zhì)假定的基礎(chǔ)上展開(kāi)的,往往只著重于應(yīng)力或應(yīng)變等評(píng)價(jià)參數(shù)的分析方法及其理論基礎(chǔ),而把材料特性以及失效或評(píng)價(jià)準(zhǔn)則作為已知或可由實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)處理,其理論體系并不涉及材料破壞機(jī)理或強(qiáng)度特性的成因等問(wèn)題。材料強(qiáng)度則更注重于材料強(qiáng)度特性的成因,著重于變形、失效破壞等力學(xué)行為的機(jī)理,從材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)及其演化來(lái)考察宏觀材料力學(xué)行為的之所以然。因此,材料強(qiáng)學(xué)的一端是以連續(xù)介質(zhì)為基礎(chǔ)的宏觀力學(xué)行為或特性,而另一端則是連續(xù)介質(zhì)概念不能適用的現(xiàn)實(shí)材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單地說(shuō),材料強(qiáng)度學(xué)就是要找出這兩端之間的客觀內(nèi)在關(guān)系。由于受多尺度力學(xué)發(fā)展水平的限制,應(yīng)該說(shuō)目前這種或說(shuō)明還只是定性的和經(jīng)驗(yàn)性的,但這種基于微觀機(jī)理所得到的關(guān)于材料力學(xué)行為的認(rèn)識(shí)卻是本質(zhì)性和一般性的,因此,人們把材料強(qiáng)度學(xué)歸類(lèi)為具有工學(xué)特征的科學(xué)。
構(gòu)件在什么樣的條件下發(fā)生破壞或者不能滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)的使用要求,是工程實(shí)際中首先必須回答的問(wèn)題,也是人們進(jìn)行各種固體力學(xué)分析的目的。我們將構(gòu)件發(fā)生破壞或者不能滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)要求的情況,稱(chēng)為構(gòu)件的失效。在具體的工程結(jié)構(gòu)中,構(gòu)件的形式可以是千變?nèi)f化的,其失效形式也可以有多種。如果對(duì)各種構(gòu)件分別進(jìn)行具體的分析研究,來(lái)尋求其失效條件或準(zhǔn)則,顯然是做不勝做,難以具有共性的。因此我們要尋求的是,具有共性亦即可以普遍適用的判別失效或安全程度的方法。構(gòu)件的失效可以分為因構(gòu)件的整體性能不足和構(gòu)件內(nèi)局部材料的性能不足引起的兩種。除受力狀態(tài)外,前者(如失穩(wěn))不僅受材料特性本身的影響,而且還與構(gòu)件的幾何形狀及約束條件等有關(guān),其強(qiáng)度行為常稱(chēng)為構(gòu)件的幾何強(qiáng)度特性,后者則只與材料本身有關(guān),其強(qiáng)度行為稱(chēng)為材料強(qiáng)度特性。材料強(qiáng)度學(xué)研究的主要對(duì)象是后者,即認(rèn)為:構(gòu)件失效是其材料的受力或變形狀態(tài),達(dá)到材料本身的固有能力(對(duì)應(yīng)于一個(gè)臨界狀態(tài))所造成的,這一臨界狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力或應(yīng)變就對(duì)應(yīng)于材料的強(qiáng)度特性。材料的強(qiáng)度特性決定于它的失效機(jī)理及相關(guān)的內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu),在不同的工況下可以有不同的表現(xiàn)形式,但在同一種失效機(jī)理下則體現(xiàn)為一種固有的特性(即不同表達(dá)形式的強(qiáng)度值之間必然有某種內(nèi)在的)。順便指出,由于材料的受力或變形狀態(tài)是利用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法來(lái)描述的,因此,材料的變形及強(qiáng)度特性是用建立在連續(xù)介質(zhì)假定上的宏觀參數(shù),而不是用材料微觀結(jié)構(gòu)層次上的量來(lái)表示的。
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