定義損傷變量定義損傷變量需要考慮一定的研究層次和尺度"在宏觀層次上，基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的方法，研究固體材料中的一個(gè)代表性體元,通過考察體元受到損傷而引起的宏觀力學(xué)性能參數(shù)的變化來定義損傷"在這一層次下定義的損傷是一個(gè)在空間上連續(xù)分布，而又隨時(shí)間連續(xù)變化的變量，其一般定義式為：D=1一A/A0（2.4.1）式中:D為損傷變量;A和A0分別為材料的當(dāng)前和初始力學(xué)性能參數(shù),代表了材料的應(yīng)力強(qiáng)度!彈性模量和質(zhì)量密度以及材料內(nèi)部微缺陷的體積分?jǐn)?shù)比或面積分?jǐn)?shù)比等'當(dāng)D=0時(shí)，表示材料無損傷;當(dāng)D=1時(shí)，表示材料完全喪失承載能力”宏觀的損傷基準(zhǔn)量包括:彈性常數(shù)!屈服應(yīng)力!拉伸強(qiáng)度!延伸率!密度!電阻!超聲波速度!聲發(fā)射，此類物理量對(duì)損傷過程比較敏感,且在實(shí)驗(yàn)室易于測(cè)定，常作為定義宏觀損傷變量的依據(jù)"從細(xì)觀層次來看，體元內(nèi)部包含了大量信息，即微缺陷的類型!數(shù)目!位置!取向和尺寸等，因此可以根據(jù)微缺陷的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律來定義損傷變量"由此，可定義一無量綱化參數(shù)）微缺陷密度比O-來表征微缺陷的損傷效果，其定義式如下 ：綱化參數(shù)一微缺陷密度比①孑來表征微缺陷的損傷效果，其定義式如下：(2.4.2)式中：?？纱砦⑷毕莸拈L(zhǎng)度、面積或體積等，a代表微缺陷的特征尺度，是微缺陷損傷系統(tǒng)中的密度分布函數(shù)。細(xì)觀的損傷基準(zhǔn)量包括：微缺陷的數(shù)目、長(zhǎng)度、面積、體積，微缺陷的形狀!配列!由取向所決定的有效面積;此類基準(zhǔn)量不能直接與宏觀的力學(xué)建立物性關(guān)系，所以用它來定義損傷變量的時(shí)候，需要對(duì)它作出一定的宏觀尺度下的統(tǒng)計(jì)處理（如平均!求和等）"⑴各向同性損傷變量最初的KaChanovl3sl模型把損傷考慮為一個(gè)標(biāo)量，即在各個(gè)方向的損傷變量的數(shù)值都相同,沒有方向性;定義由于微裂紋的發(fā)展而引起的有效受力面積的減小為損傷變量并且認(rèn)為最大拉主應(yīng)力是支配損傷的主要因素"Lemaitre[41]提出了/等效應(yīng)變0假設(shè)，認(rèn)為損傷過程中導(dǎo)致的有效受力面積的減小同彈性模量的減小是等價(jià)的,由此建立了描述混凝土損傷的/彈性模量法0;用彈性模量的變化來描述損傷狀態(tài)"(e)彈簧加載裝置東南大學(xué)的孫偉、慕儒博士依據(jù)虎克定律設(shè)計(jì)了彈簧加載裝置。該裝置示意圖如圖2-10所示[127U54]o該荷載架通過壓縮彈簧對(duì)試件施加荷載，預(yù)先測(cè)定彈簧剛度，通過控制彈簧壓縮變形量來控制應(yīng)力的大小。經(jīng)過測(cè)定和計(jì)算，采用這種方法施加荷載，實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)力松弛、試件和儀器的熱膨脹以及凍融循環(huán)溫度變化等對(duì)試件受荷幾乎沒有影響。而且該裝置體積小，由于溫度引起的誤差很小，完全可以忽略，加載效果明顯，可以滿足短期內(nèi)大批量的耐久性試驗(yàn)。劉斯鳳博士考慮到干濕交替以及腐蝕溶液對(duì)加載裝置的腐蝕影響，對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，增加了加載裝置耐久性試驗(yàn)的長(zhǎng)期可靠性和干濕交替試驗(yàn)的簡(jiǎn)便性。其改進(jìn)裝置如圖2-11所示皿。SpringFulcrumSample> 57.5>45Z5