含濕熱的耦合粘彈性本構(gòu)、斷裂及應(yīng)用.pdf

1、該文由物質(zhì)守恒,能量守恒以及動量、動量矩平衡原理,采用內(nèi)變量描述材料的粘性,通過引入Helmholtz自由能和Gibbs自由能,分別導(dǎo)出松弛和蠕變兩類濕、熱和應(yīng)力(應(yīng)變)相互耦合的線性粘彈性本構(gòu)方程以及普遍的耦合熱傳導(dǎo)、耦合濕分?jǐn)U散方程.并針對各向同性材料,導(dǎo)出含濕、熱的耦合線性粘彈性本構(gòu)方程,以及相應(yīng)的熱傳導(dǎo)方程和耦合濕分?jǐn)U散方程.該文利用內(nèi)稟斷裂能的概念,定義了不含粘性耗散項(xiàng)的臨界斷裂阻力.由能量的平衡,可以推斷出,剔除了粘性耗散的

2、影響,裂紋克服材料內(nèi)稟斷裂能發(fā)生擴(kuò)展所需要的能量完全來自于自由能.由此,作者發(fā)展了裂尖自由能釋放率的概念及其積分表達(dá)式.并建立相應(yīng)的斷裂判據(jù).其中,材料的斷裂參數(shù)是內(nèi)稟斷裂能.當(dāng)退化到純彈性的情形,粘性耗散消失,自由能釋放率與經(jīng)典的能量釋放率等價(jià).由此,該文給出含濕、熱效應(yīng)的裂尖能量釋放率的積分表達(dá)式.并用簡單算例驗(yàn)證了其路徑無關(guān)性.同時(shí),該文將自由能釋放率擴(kuò)展到有多個(gè)廣延量場作用下的情況,導(dǎo)出統(tǒng)一的表達(dá)式.利用該文提出的斷裂判據(jù),通過