一种考虑微尺度金属材料损伤的应变梯度理论

项目名称： 一种考虑微尺度金属材料损伤的应变梯度理论

项目编号： No.11402270

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 姚寅

作者单位： 北京理工大学

项目金额： 29万元

中文摘要： 特征尺寸为微米量级的金属材料，其力学性能表现出明显的尺度效应，应变梯度理论是一种刻画金属材料微尺度效应的可行工具之一。然而，已有应变梯度理论基本都假设材料发生完美弹塑性变形，未考虑微尺度材料变形引起损伤的破坏行为。本项目旨在发展一种表征微尺度金属材料变形及损伤力学行为的应变梯度理论。首先，开展若干微尺度损伤实验，研究不同微尺度金属材料从加载到破坏过程中力学行为的尺寸效应，并定量表征材料的损伤行为。其次，将损伤参量引入低阶塑性应变梯度理论，建立考虑损伤效应的应变梯度本构方程和损伤演化方程，形成完整的损伤应变梯度理论。最后，应用损伤应变梯度理论表征不同的实验现象，验证理论模型，描述微尺度金属材料的损伤失效行为，揭示微尺度损伤对材料力学性能的影响，并分析材料损伤与内禀长度和材料特征尺度的相关性。本项目成果有望为微尺度金属材料结构安全服役提供更全面的理论指导。

中文关键词： 微尺度金属材料；尺寸效应；损伤行为；应变梯度理论；内禀长度

英文摘要： The mechanical performances of metallic materials with micron-order characteristic lengths exhibit significant size effects. The strain gradient theory is one of feasible approaches characterizing the micro-size effects of metallic materials. However, the

英文关键词： micro-scale metallic materials；size effect；damage behavior；strain gradient theory；intrinsic lengths