对于随机分布的孔洞的损伤量化问题，同样可使用分形概念进行描述，只不过这里的分形维数所表达的意义与2.2.2节中裂纹扩展的分形量化方法有所不同。图2.21ε＝59.1×10－3时孔洞体积－数量分形维数计算图2.21的计算结果表明，不同尺度细观孔洞体积与数量的分布关系可以以直线进行拟合，表明焊接细节处细观孔洞体积与数量之间具有统计意义上的分形特征。图2.22孔洞缺陷体积－数量分形维数随塑性变形的变化趋势......
2023-08-26
宏细观损伤与结构响应的分析分析
【摘要】：图2.38各焊接试样损伤演化过程宏细观关联性对比图2.39试样中的微孔洞和微裂纹演化过程以上分析表明，焊接构件内部缺陷的体积、类型、分布及其演化过程都在一定程度上影响了构件的延性损伤演化过程，微裂纹的演化是导致焊接构件卸载弹模迅速折减的主要因素，均匀分布的微孔洞和微裂纹之间的相互作用较易导致构件萌生宏观主裂纹并迅速发生断裂。
在宏观损伤随塑性应变线性演化过程中，细观缺陷的体积随塑性应变的演化呈指数规律增长，这意味着以卸载弹性模量量化的宏观损伤仅在一定程度上受细观缺陷的影响，但无法准确描述细观缺陷演化并导致焊接构件失效的规律和机理；以1＃试样为例，塑性变形过程中的宏细观损伤演化对比如图2.37所示，相应的，其余试样的实验结果也存在着类似的规律。
图2.37 1＃焊接试样塑性变形过程中的宏细观损伤演化对比
图2.38给出了1＃、2＃和3＃试样损伤演化过程中卸载弹模与细观缺陷体积的对应关系，由图可见，在1＃试样断裂失效之前，微孔洞／微裂纹体积扩张较小，但其卸载弹模却急剧下降；相对而言，3＃试样以微孔洞为主并且微裂纹仅存在于孔洞周围，其缺陷体积扩展最大，但是卸载弹模的下降程度低于1＃试样；而对于微孔洞和微裂纹相对均匀分布的2＃试样，其卸载弹模下降程度与3＃试样相当，微孔洞和微裂纹体积的扩张程度却不及3＃试样的一半。图2.39给出1＃试样微裂纹和微缺陷随着实验进程的演化规律，从中不难发现：随着荷载的逐步增加，微孔洞与微裂纹的体积均大幅增长；不同之处在于，微孔洞的体积明显大于微裂纹的体积，并且在应力达到430 MPa之后率先演化，而微裂纹在应力达到480 MPa之后才开始演化；此外，微孔洞体积的演化具有突变性，而微裂纹在开始演化后即处于缓慢并逐渐加速的增长状态，在靠近试样表面的微裂纹开始演化之后，微孔洞的体积不再扩展。而2＃和3＃试样在加载之初即由微孔洞和微裂纹的萌生、成长和相互聚合形成一条主裂纹，裂纹扩展并最终导致焊接试样失效。
图2.38 各焊接试样损伤演化过程宏细观关联性对比
图2.39 试样中的微孔洞和微裂纹演化过程
以上分析表明，焊接构件内部缺陷的体积、类型、分布及其演化过程都在一定程度上影响了构件的延性损伤演化过程，微裂纹的演化是导致焊接构件卸载弹模迅速折减的主要因素，均匀分布的微孔洞和微裂纹之间的相互作用较易导致构件萌生宏观主裂纹并迅速发生断裂。
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2023-08-26
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2023-08-26
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2023-08-26
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2023-06-27
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2023-08-26
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2023-08-26
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