结构完整性分析中的多尺度力学方法

摘要

结构完整性分析一直是机械工程和力学等领域专家学者研究的重要课题。目前在工程装备的设计和评估中应用的安全规范大都是经验性的,亟需开发一种严谨且准确的力学分析方法,不仅可以提高结构完整性评估的精度,还可以安全地提高装备的运行效率。多尺度力学方法可以从材料在不同空间尺度上的微观结构出发,对材料的力学行为进行研究,是能从基础底层推动结构完整性分析的关键。着重回顾近年来关于金属结构材料方面多尺度力学方法的相关研究成果。首先,以分子动力学方法作为微尺度研究方法的代表,介绍金属结构材料的微观变形和断裂机制研究进展。然后,以晶体塑性的连续介质理论为代表,介绍以塑性变形的物理机制和晶体学特征为基础的多尺度力学方法,这种方法考虑晶体弹塑性变形行为的各向异性,具有坚实的物理基础,是一种具有高度可靠性的结构完整性分析方法。最后,笔者就多尺度力学方法目前面临的研究难点和未来发展方向进行了简要讨论。