姜胜强，何明学，黎 旭1,3，唐 超

(湘潭大学1.机械工程学院，2.复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心，湘潭 411105；3.大连理工大学，工业装备结构分析国家重点实验室，大连 116023)

0 引 言

工程陶瓷作为典型的硬脆性材料，具有抗压强度高、耐高温、耐腐蚀及耐磨损等特性，广泛应用于航空航天、机械电子及工业化工等领域[1]。但是，在制备过程中烧结助剂烧失或颗粒堆积不理想会导致陶瓷内部产生随机分布的孔洞缺陷。当受到外加载荷作用时，缺陷周围易产生局部应力集中[2]，导致陶瓷零件发生不可预知的断裂失效[3]。因此，对于陶瓷等脆性材料，研究其内部缺陷引起的力学性能变化具有重要现实意义。杜明瑞等[4]制作了含不同孔洞形状的砂岩试样并进行了单轴压缩试验，发现与无缺陷试样相比，含预制缺陷试样的性能发生显著劣化；杨圣奇等[5]观测了在压力作用下大理岩内部裂纹的演变过程，发现裂纹萌生于缺陷周围的拉应力区；LI等[6]对含有圆形与椭圆形缺陷的大理岩试样进行了一系列单轴压缩试验，发现孔洞的几何尺寸是影响大理岩强度和边界切向应力分布的重要因素；FAN等[7]建立了含孔洞缺陷黏结颗粒模型，发现试样的峰值应力、裂纹萌生应力、微裂纹数量、局部应力分布和开裂行为均与缺陷有着明显的关系。在上述研究中，材料内部预设缺陷的制作大都以机械加工和预埋嵌入方法为主，制作的缺陷大多尺寸较大且还会引入新的损伤。……