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关于材料破坏理论若干问题的讨论之三:对文献[1]综合评议意见之三 所提若干问题的答辩

已有 1167 次阅读 2021-12-11 22:52 |系统分类:论文交流

综合评议意见3之全文

  强度理论无疑是一个值得研究的重要课题。由于物质世界的多样性,破坏形式的复杂性,又使强度理论成为了一个困难的课题。

       申请者说他建立了一个新的强度理论体系,提出了一个最小耗能原理,即在某种约束下(申请人认为约束就是强度准则),能量取极小,可得到强度准则。按申请人的理论,从本构关系必然唯一地得到强度准则,但这是与实验事实相违背的。众所周知,强度理论与本构理论虽有关联,但本质上却是两种理论。具有不同本构关系的一些材料,可能服从同一强度准则;具有同一种本构关系的不同材料,完全可能服从不同的强度准则。此外,申请人关于耗能的定义也是不明确的,其论文中有时指屈服前的,有时说是屈服后的。

       综上所述,申请人自己所说的新体系本身,无论是其内涵,还是其外延,都模糊不清。

 

“综合评议意见3”所提若干问题的答辩

1. 首先申请人在申请书及其附件中均未说过有关自己“建立了一个新的强度理论体系”这样的话,因为这个“新强度理论体系”如果已经建立了,那么申请人也就没有再申报这个项目的必要了。其次,只要认真看一下申请书之附件(即文献[2]之第3章)就可发现,所谓“在某种约束下(申请人认为约束就是强度准则),能量取极小,可得到强度准则”的看法,其实是该评议专家对申请者建立“强度理论新体系”的思路和方法的严重误解。显然,由此“严重误解”出发写出的评议意见,也就不可能是客观和公正的了。

2. 申请人在申请书及其附件中都曾经强调指出:强度准则除了与材料屈服或破坏前后的性能及本构关系有关之外,还和促使材料发生屈服或破坏的应力状态有关,并且在附件之3.7.2(注:即文献[2]3.7.2)中对这个问题作了更详细的论述(包括屈服或破坏前后本构关系和应力状态对强度准则的影响问题)。因此评议意见中关于“按申请人的理论,从本构关系必然唯一地得到强度准则”的说法,完全是一种无视申请人以上重要观点的主观意断,是评议专家只看了附件中由最小耗能原理出发,导出Mises屈服准则这个特例之后产生的一种误解,因为附件之§3.2(注:即文献[2]§3.2)在导出Mises准则时仅考虑了材料屈服之后的本构关系(即文献[2](3.1))。需要指出的是,也正因为如此Mises准则才仅适用于“拉、压屈服极限相等、静水压力不影响屈服”这样一类特定材料。但是由附件之§3.3(注:即文献[2]§3.3)可见,在不仅计及砼发生破坏之前的本构关系,而且还计及砼在发生破坏过程中的本构关系的条件下导出的新砼强度准则(3.11)(即文献[2](3.11)式,其中的A1A2A3由文献[2](3.21)式确定),就不是唯一的了,因为由(3.21)(即文献[2](3.21))可见,(3.11)式中的A1A2A3与促使砼发生破坏的应力状态有关(详见文献[2]3.3.2之倒数第二段)。除此而外,文献[2]3.3.33.3.4还用实验结果以及与现有的一些具有代表性的砼强度准则的比较,论证了上述准则与“实验事实”是一致的,并不存在“与实验事实相违背的”情况。

3. 由附件之§3.2(注:即文献[2]§3.2)可见,如果不考虑材料屈服前的本构关系对屈服准则的影响,那么只要屈服之后的本构关系满足(3.1)(即文献[2](3.1))且材料的拉、压屈服极限相等,则根据最小耗能原理都只能得到同一准则,即Mises屈服准则。如所周知,Mises准则对于许多屈服前具有不同本构关系(线性或非线性)的金属材料在一定的应力状态范围内都是适用的;反之由附件之§3.3§3.4(注:即文献[2]§3.3§3.4)可见,对于材料在破坏前后的本构关系完全相同的材料,由于促使材料发生破坏的应力状态以及单轴拉、压强度、Poisson比和弹性模量的不同,而会对应于不同的准则。以上情况显然与评议专家关于“具有不同本构关系的一些材料可能服从同一强度准则;具有同一种本构关系的不同材料完全可能服从不同的强度准则”的认识是没有矛盾的。因此,也就根本不存在什么申请人把强度理论和本构关系理论在本质上看成是一种理论的事情。

4. 申请人似乎仅在附件所列出的主要参考文献之7(注:即文献[3])的最后一节,作过类似于给“耗能”下定义的如下叙述:“热力学第一定律即能量守恒定律指出:在一切自然现象里,能量既不能消灭也不能创生、只能从一种形式转变为另一种形式,或者从一个物体传递给另一个物体。最小耗能原理实际上就是给出了对这种能量形式转变或能量传递规律的最一般描述”,由此可见申请人关于“耗能”的定义是明确的,即“耗能”指的是能量形式的转变(例如由机械能变为热能)或能量的传输(例如由热辐射导致的物体热能损失)另外,由上述参考文献[3]的例3(即文献[2]§3.2中导出Mises准则的例题)可见,申请人是把屈服之后产生的塑性变形能视为耗能,而把屈服之前的弹性变形能视为一种促使材料发生屈服的“能量蓄积”,并且认为只有当这种促使材料发生屈服的“能量蓄积”量达到一定程度时,屈服耗能(即屈服之后产生的塑性变形能)才会发生。由此可见评议专家指出的“申请人关于耗能的定义也是不明确的,其论文中有时指屈服前的,有时说是屈服后的”情况,实际上也不存在。

综上可见,如果仅就综合评议意见3所提的几个问题,就作出“申请人自己所说的新体系本身,无论是其内涵,还是其外延,都模糊不清。”的结论,似还值得商榷。

 

 

参考文献 

[1] 为笔者<科学网>博客题为关于材料破坏理论若干问题的讨论之二:某基金委员会反馈囬来的4份有代表性综合评价意见之全文的博文.

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3355154&do=blog&id=1316062

[2] 周筑宝. 最小耗能原理及其应用. 北京:科学出版社. 2001.

[3] 周筑宝等,最小耗能原理及其验证和应用前景展望,长沙铁道学院学报,1997年第4.




https://wap.sciencenet.cn/blog-3355154-1316172.html

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