损伤力学
损伤力学（破坏力学）是有关材料受损的形式以及其建模，以便有助于对材料开始受损、损伤扩散及断裂进行工程的预测，而不需要进行实务上复杂的显微组织分析[1]。
损伤力学是典型用工程方式针对复杂现象建模的例子，引用美国机械学家Dusan Krajcinovic的说法“人们常认为工程研究的终端目标不是对现象有更深入的了解，而是提供一个可以应用在设计上的预测工具”[2]。损伤力学是工程力学的一环，以连续介质力学为基础。
大部分损伤力学的工作都会用状态变数表示材料刚度上的受损．以及在考虑热及机械的负载及材料老化后，材料还可使用的寿命[3]。状态变数要是可以量测的，例如裂纹密度，或是一些巨观的量值，例如刚度、热膨胀系数、残余寿命等。状态变数有共轭的热力学力来产生进一步的损伤。一开始材料是完好的，有一个损伤启动的准则预测材料开始受损，除非材料开始受损，不然不会出现自发性的损伤演进，因此需要一个损伤演进的模型。在较类似塑性的损伤模型下，损伤演进是由析出硬化来控制，另一方面微观力学的损伤模型可以在没有额外材料特性的情形下，预测材料受损的开始以及损伤的演进[4]。
简介
编辑一般而言，真实的材料即使在未受力的状态下，在微观下也会有缺陷以及不均匀的情形，这对材料在巨观下的强度，有决定性的影响。若以金属为例，微观会有的材料缺陷包括微孔、微裂纹（micro crack）、包裹体及析出。微缺陷在基质材料中的数量、大小以及分布，以及实际承受负载时的结构，对微观力学的损伤过程非常的重要。其孔穴体积可以视为是材料损伤的度量。
若元件有承受外加的应力，微空穴以及裂纹会继续成长，最终会合并。新的微空穴会形成于高度应力集中的地方（例如有夹杂物处）。材料的结构破坏最终会造成材料键结的完全破坏，会出现巨观的裂纹，最终会让材料破裂。
损伤力学的模型可以用现象基础的损伤定律或是微观力学基础的损伤定律来描述这些程。著名的材料模型有Gurson模型及Rousselier模型，会假设在基质材料中散布着球形的孔穴[5] 。
潜变连续损伤力学
编辑当机械结构暴露在结构材料熔点三分之一以上的温度时，潜变以及相关的材料退化就是成为结构失效的主要失效模式。从微观开始的变形及损伤机制是以离散过程为主，但巨观元件失效理论的大部分实务应用已可以用连续力学的公式来分析。其状态方程会控制损伤随时间的变化。
参考资料
编辑- ^ Krajcinovic, D., Damage mechanics (1989) Mechanics of Materials, 8 (2-3), pp. 117-197.
- ^ Dusan Krajcinovic, Mechanics of Materials 8 (1989) 169.
- ^ Struik, L C E, Physical aging in amorphous polymers and other materials, Elsevier Scientific Pub. Co. ; New York, 1978, ISBN 0444416552 : 9780444416551.
- ^ Barbero, E.J., Cortes, D.H., A mechanistic model for transverse damage initiation, evolution, and stiffness reduction in laminated composites (2010) Composites Part B: Engineering, 41 (2), pp. 124-132.
- ^ Sumio Murakami. Continuum Damage Mechanics. Dordrecht / Heidelberg / London / New York: Springer. 2012. ISBN 978-94-007-2665-9 （英语）.