A damage growth criterion for anisotropic damage models motivated from micromechanics
A damage growth criterion for anisotropic damage models motivated from micromechanics
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基于微观力学的各向异性损伤模型的损伤增长准则
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2017.04.038
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发表时间：
2017
影响因子：
3.6
通讯作者：
Fassin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wulfinghoff;Fassin
连续介质损伤力学领域致力于工程材料力学性能退化的数学模型，特别是软化效应。因此，为了检验给定的损伤模型是否真的会导致材料性能的退化，有必要定义“性能退化”的一般含义。为此，提出了一类含内变量的唯象各向异性损伤模型的损伤增长准则。该标准的动机是微观力学调查的裂纹网络和孔隙，是两个主要的微观损伤机制。然后，它表明，一个给定的损伤模型的行为确实可以成为虚假的，如果它不尊重上述损伤增长标准。例如，一个给定的弹性-脆性损伤模型的标准的违反被证明是等效于一定的应变状态，这基本上是相反的刚度“退化”的弹性刚度的增加。此外，它示出的（可能是各向异性的）增长的孔隙在韧性损伤可以预期也会导致在宏观上的弹性刚度退化和屈服面的收缩。
The field of continuum damage mechanics addresses mathematical models for the degradation of the mechanical properties of engineering materials, in particular for softening effects. It is therefore reasonable to define what ’degradation of properties’ in general means, in order to test if a given damage model actually leads to a degradation of the material properties. To this end, a criterion for damage growth is proposed for the class of phenomenological anisotropic damage models with internal variables. The criterion is motivated by micromechanical investigations of crack networks and pores, being the two main microscopic damage mechanisms. It is then shown that the behavior of a given damage model can indeed become spurious, if it does not respect the aforementioned damage growth criterion. For example the violation of the criterion by a given elastic-brittle damage model is shown to be equivalent to an increase of the elastic stiffness for certain strain states, which is basically the opposite of stiffness ’degradation’. Furthermore, it is illustrated that the (possibly anisotropic) growth of pores in ductile damage can be expected to also result in an elastic stiffness degradation and a shrinkage of the yield surface on the macroscale.
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