报 告 摘 要:
如何准确预报在外载作用下材料的变形和破坏强度是固体力学的核心问题,具有极其广泛的工程需求。基于应力或应变组合也建立了多种强度理论,通过简单实验确定的材料参数用于评价同样材料组成的不同结构在复杂载荷作用下的破坏问题。但由于这些强度理论是经验的公式,都不能准确预报材料的强度,人们不得不采用较大的安全系数等保守的估计进行各种结构的工程设计。我们最新的研究试图建立理性的理论来预报材料和结构的破坏和失效等临界现象,我们将研究的材料样本或结构当成一受载的热力学系统,首先利用不同的状态变量描述不同材料结构在不同加载状态,不同的破坏机理所对应的不同状态,将材料结构的失效过程模化成非平衡态热力学过程,发现材料结构的破坏对应于该热力学系统的不稳定平衡状态。这样,通过建立连续介质热力学理论可以成功地预报工程材料样本的强度,发现材料的强度不仅取决于材料的组分、微结构还取决于材料样本的整体性能,而且也发现当材料在外载的作用下进入塑性等非均匀变形时,基于局域化本构方程的现代固体力学理论将无法准确预报材料样本的强非均匀变形现象。