环境助长开裂的定量评价:建模概念的发展和应用综述

近些年来,发展和应用一些定量方法的很大的推动力一直存在着,这些方法用来说明和预测在力学载荷和环境共同作用下材料和结构对裂纹萌生和扩展的响应关系。本文在简述了这些定量方法的必要性和目标之后,对某些现行方法(特别是腐蚀疲劳、蠕变疲劳、损伤累积)及基本概念作了严格的考查,这种考查的主要目的是鉴定和建立有用的观点以进一步提高目前的技术水平。为了便于参考,本文着重介绍和讨论笔者最近发展的、用以定量评价沿晶界应力腐蚀开裂(IGSCC)的模型和概念;它们依据的前提是IGSCC损伤与静态及动态加载情况下施加的应变率有关。特别是当有效应力的概念与因开裂引起承载面积损失相结合时,可断定(连续介质)累积损伤方法目前可提供一个评价裂纹扩展响应的有希望的手段。根据这些模型及概念与(包括薄膜破坏观点和电化学在内的)看来有理的力学理论的关系,对它们的重要意义进行了简要的讨论。另外,这种建模的逻辑框架与其工程应用的关系将予以阐述清楚,然后指明今后的研究工作。