各向同性与各向异性损伤理论的比较研究

谷 钰

（1.安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031 ；2.安徽省建筑工程质量第二监督检测站，安徽 合肥 230031）

材料在成型过程中会产生微裂纹、微空洞等细观结构缺陷，其受到外部荷载的影响时，材料中微裂纹的发展及各种微观结构的相互影响作用，最终会形成宏观裂缝直至材料完全破坏。这种损伤过程会使承载能力减弱，同时承载面积变小，降低材料的力学性能，影响结构的使用寿命，为了能够正确分析材料的力学行为，研究在外部荷载和环境作用下，由损伤介质引起的材料的损伤演化过程， 即为损伤力学。 1963 年Kachanov- rabotnov 首次提出了金属的损伤变量这一概念，在此基础上，经过进一步研究，Mazars 提出经典损伤本构模型，经过几十年的研究，损伤力学理论已经形成了连续损伤力学和细观损伤力学两大主要分支。

连续损伤力学（Continuum damage mechanics）是从连续介质力学和不可逆热力学理论基础上发展而来的，通过材料的宏观力学性质及损伤演化过程，引入合适的损伤变量，利用不可逆热力学理论建立损伤本构模型，使损伤本构模型计算得到的材料力学行为符合实际情况，与试验结果一致。相较于考虑材料细观结构的细观损伤力学，只考虑材料的宏观力学行为的连续损伤力学更容易用于实际问题的分析研究，应用更为广泛。

目前广泛使用的一些经典损伤理论，包括Kachanov- rabotnov 损伤理论，Mazars 经典损伤理论等等，皆假定损伤是各向同性的，采用的损伤变量为标量损伤变量，即在材料劣化过程的所有方向上损伤变量均相同。……