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安徽理工大学本科毕业设计（论文）开题报告姓名储燕飞专业班级工程力学10-1指导教师李志敏讲师一、课题的名称、来源1.课题名称考虑损伤的材料本构模型研究2.课题来源生产科研教学其他二、研究意义、研究现状、研究内容、拟采用的研究思路与方法1.研究意义：工程结构和机械设备中的构件，从一开始的毛胚制造到加工成型的过程中，不可避免地会使材料内部或表面产生微小的缺陷。在一定的外部因素的影响下，这些缺陷会不断增加，形成可见的宏观裂纹，如果裂纹继续扩展，有可能使材料发生断裂破坏，这些导致材料和机构力学性能劣化的微观结构的变化就称之为损伤。损伤理论研究材料或构件从原来的微小缺陷到形成宏观的裂纹，再到最后的断裂破坏。长期以来，人们对材料宏观力学性能劣化直至断裂破坏全过程的机理、本构模型都非常重视，并且用了各种方法和理论去研究和探索。损伤力学的研究，其重点和难点在于材料的本构模型和演化方法。它研究的途径主要有宏观的本构理论和微观的本构理论。宏观的本构理论注重它的宏观后果，但微观的本构理论更能反映工程的力学和物理的本质。不同的材料在不同的损伤过程中它的微观机制非常复杂，常常有不同的机制互相交叉。研究起来也非常复杂。所以，基于损伤理论的材料本构模型具有重大意义。2.研究现状：损伤力学发展至今，目前已经涌现出各种各样的损伤理论，但是却没有比较公认的普遍理论，其中主要的研究方向是细观损伤力学，它已经在材料科学和固体力学中交叉使用，具有广泛的应用。但是，它也还是处在发展阶段，为了较好的解决工程中遇见的一系列问题，有必要进一步研究基础理论。在我国，已经有很多高等院校和研究院致力于损伤力学，随着研究的不断拓展和深入，不同材料的损伤机理，各向异性的损伤理论，在不同环境下的损伤理论等等方面，相信在未来的研究中，将会产生更多更好更普遍的研究成果。3.研究内容：损伤不是一中独立的物理性质，它所指的是材料内部多种应所引起的宏观效应，损伤与所涉及的材料和环境密切相关，就其材料而言，有复合材料、混凝土、岩石、金属、聚合物等等我们可以按照以下几个方面去研究√√√√√√√√√(1)弹性损伤分析。运用弹性分析的框架，引入其劣化的损伤变量，通过这种方法，给出这类材料的损伤分析。这类没有明显的不可逆变形，称为脆性损伤。(2)弹塑性损伤分析。运用弹塑性的框架，引入其劣化的损伤变量，通过这种方法，给出这类材料的损伤分析，随着损伤的产生，还可以观察到残余变形，也可称作延性塑性损伤。(3)蠕变损伤分析。金属材料在温度达到绝对熔点温度的承载条件时，或者是由于黏塑性的产生和时间相关变形条件所发生的变形称为蠕变变形。运用蠕变分析的框架引入其劣化的损伤变量，通过这种方法，给出金属材料在一定温度下的损伤分析。(4)疲劳损伤分析。运用疲劳分析的框架，引入其劣化的损伤变量，从而给出这类材料的损伤分析。4.拟采用的研究思路和方法：损伤理论的研究方法之一，是连续介质力学的唯象方法。它是以材料的表象为依据，建立与损伤耦合的力学分析模型，通过数学和力学的计算与分析，获得所需要的数值结果。国内外许多学者将材料中存在的微缺陷理解为损伤场，运用连续介质力学的方法和概念研究微缺陷的发展，也称为连续介质损伤力学。其研究过程一般可分为一下四个阶段：(1)选择合适的损伤变量。描述材料中损伤状态的场变量称为损伤变量，她属于本构理论中的内部状态变量。从力学意义上说，损伤变量的选取应考虑到如何与宏观力学量建立联系并易于测量。不同的损伤过程，可以选取不同的损伤变量，即使同一损伤过程，也可以选取不同的损伤变量。(2)建立损伤演变方程。材料内部的损伤是随外界因素作用的变化而变化的。为了描述损伤的发展，需要建立描述损伤发展的方程，即损伤演变方程。选取不同的损伤变量其损伤方程也就不同，但是它们都应该反映材料的真实损伤状态。(3)建立考虑材料损伤的本构关系。这种包含了损伤变量的本构关系，即损伤本构关系或损伤本构方程，起着关键的作用。(4)根据初始条件和边界条件求解材料各点的应力、应变和损伤值。由计算的到的损伤值，可以判断各点的损伤状态。在损伤达到临界值时，可以认为该点破裂，然后根据新的损伤分布状态和新的边界条件，再作类似的反复计算，直至达到构件的破坏准则为止。三、主要参考文献[1]余天庆,钱济成.损伤理论及其应用[M].北京:国防工业出版社,1993.10.[2]余寿文,冯西桥.损伤力学[M].北京:清华大学出版社,1997.12.[3]李兆霞.损伤力学及其应用[M].北京：科学出版社,2002.07.[4]张行.断裂与损伤力学[M].北京：北京航空航天出版社,2006.04.[5]刘新东,郝际平.连续介质损伤力学[M].北京：国防工业出版社,2011.12.[6]黄克智,薛明德,陆明万.张量分析第二版[M].北京：清华大学出版社,2003.03.[7]徐芝纶.弹性力学[M].北京：高等教育出版社,2006.07.[8]楼志文.损伤力学基础[M].西安：西安交通大学出版社,1991.[9]高路彬.混凝土变形与损伤的分析[J].力学进展,1993.[10]郭日修.张量分析与弹性力学.哈尔滨：哈尔滨船舶工程学院出版社,1988.[11]李庆斌,张楚汉,王光纶.单压状态下混凝土的动力损伤本构模型[J].水利学报,1994.[12]吴建营,李杰.反映阻尼影响的混凝土弹塑性损伤本构模型[J].工程力学.2006.[13]吴建营,李杰.考虑应变率的混凝土动力弹塑性损伤本构模型[J].同济大学学报.2006[14]李杰.混凝土随机损伤本构关系研究进展[J].东南大学学报(自然科学版).2002.四、进度安排2014年3月15日至4月5日：选择课题，并着手于相关数据及文献的收集，完成开题报告，确定论文题目。2014年4月6至5月10日：查阅相关文献及数据，构思文章基本框架、观点及研究思路，并最终确定初稿。2014年5月11日至5月25日：对文章进行修改，并在指导老师的指导下修改文中的缺陷及格式。2014年5月26日至6月5日：根据指导老师的意见最终定稿，准备答辩。五、指导教师意见指导教师签名：日期：年月日六、所在系意见负责人签名（签章）：日期：年月日注：此件由学生本人填写，一式二份，院（部）、指导教师各存一份。