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1.1.2 断裂力学简介

裂纹是断裂力学研究的核心，因此断裂力学的任务就是求得材料在什么样的情况下会断裂；以及断裂后裂纹的扩展情况；我们可以根据所研究的裂纹尖端附近材料塑性区的大小，将断裂力学分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学；根据所研究的引起材料断裂的载荷性质，可分为断裂（ 静）力学和断裂动力学。、由于实际工程中由裂纹引起的断裂现象十分普遍，因此断裂力学应用十分广泛。文献综述

而本文主要研究的是裂纹扩展方面的问题。

1.2  研究意义

含有金属内衬的纤维增强型复合材料火炮身管是一种军工领域常见的复合结构，由于身管往往要承受超高的压力载荷和温度载荷的共同作用，承受瞬态的高压冲击和高温，而火炮发射时的复合材料身管在几毫秒内甚至要承受高达几百兆帕以上的压力载荷和上千度热流冲击，这种复杂的载荷工况常常导致含金属内衬的复合材料圆筒结构的破坏和损伤，其主要表现为：①金属内衬的塑性变形；②复合材料层的分层、基体熔化和纤维断裂；③金属内衬与复合材料的分离。这些损伤和破坏形式使得复合材料圆通结构的承载能力大大下降甚至失效，最终影响结构的安全和寿命。

解决含金属内衬复合材料圆筒结构在瞬态热-机械冲击载荷下的损伤和破坏问题，需要研究热-机械冲击载荷的耦合作用机理及其对复合材料、金属内衬、界面的损伤和破坏规律，为结构设计提供理论依据。因此，本项目的研究对于提高含有金属内衬复合材料结构的安全性和寿命，拓展复合材料结构的应用有着重要的意义。

1.3 国内外研究现状和发展趋势

对于断裂力学方面的研究可以通过以下三个方面来了解：

1 线弹性断裂力学：线弹性断裂力学认为，由于裂纹周围的塑性区很小，因此我们可以无视裂纹对材料整体性能的影响，而将其当成带有极小缺陷的弹性结构。

而在此基础上研究裂纹扩展的话，可以通过两种途径：如果从能量的角度来看的话，裂纹扩展需要的能量刚好可以由其在扩展过程中的弹性应变能提供，如格里菲斯理论