第一章 损伤概念
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损伤的概念和理论基础
1980年5月，国际理论与应用力学联合会(IUTAM) 在美国Cincinnati举办“有关损伤与寿命预测的连续 介质方法”讨论班，之后已召开了多次有关损伤力学 的重要国际会议和讨论班。
损伤力学已在工程实际中成功地得到应用，解决 了核电站管接头的低周疲劳、飞机涡轮发动机叶片和 涡轮盘的蠕变疲劳、混凝土梁的断裂、金属塑性成形 及复合材料压力容器损伤监测等工程问题。
经典的固体力学理论虽然完备地描述了无损伤 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 材料的力学性能（弹性、粘弹性、塑性、粘塑性等）， 然而，材料或构件的工作过程就是不断损伤的过程， 用无损材料的本构关系描绘受损材料的力学性能显然 是不合理的。
损伤力学旨在建立受损材料的本构关系、解释材 料的破坏机理、建立损伤的演变方程、计算构件的损 伤程度、从而达到预估其剩余寿命的目的。因此，它 是经典的固体力学理论的发展和补充。
损伤力学的内容资料和仅供参方考,不当法之处，请，联系改既正。 联系和发源于古典的 材料力学和断裂力学，又是它们的必然发展和必要补 充。损伤力学主要研究宏观可见缺陷或裂纹出现以前 的力学过程，含宏观裂纹物体的变形以及裂纹的扩展 的研究则是断裂力学的内容。所以人们常将损伤力学 与断裂力学联结在一起，构成破坏力学或破坏理论的 主要内容。
损伤力学、断裂力学和细观力学都是研究不可 逆的破坏过程的科学，它们三者组成了从细观尺度直 考,不当之处，请联系改正。
3）损伤力学的发展历史 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 损伤力学是近20年发展起来的一门新学科，是材
料与结构的变形与破坏理论的重要组成部分。
与断裂力学的关系： * 无耦合的分析方法： 70年代末，损伤力学限制在只 研究材料在宏观裂纹出现以前的阶段，当宏观裂纹出 现以后则用断裂力学的理论和方法进行研究。
损伤力学已在工程实际中成功地得到应用，解决 了核电站管接头的低周疲劳、飞机涡轮发动机叶片和 涡轮盘的蠕变疲劳、混凝土梁的断裂、金属塑性成形 及复合材料压力容器损伤监测等工程问题。
经典的固体力学理论虽然完备地描述了无损伤 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 材料的力学性能（弹性、粘弹性、塑性、粘塑性等）， 然而，材料或构件的工作过程就是不断损伤的过程， 用无损材料的本构关系描绘受损材料的力学性能显然 是不合理的。
损伤力学旨在建立受损材料的本构关系、解释材 料的破坏机理、建立损伤的演变方程、计算构件的损 伤程度、从而达到预估其剩余寿命的目的。因此，它 是经典的固体力学理论的发展和补充。
损伤力学的内容资料和仅供参方考,不当法之处，请，联系改既正。 联系和发源于古典的 材料力学和断裂力学，又是它们的必然发展和必要补 充。损伤力学主要研究宏观可见缺陷或裂纹出现以前 的力学过程，含宏观裂纹物体的变形以及裂纹的扩展 的研究则是断裂力学的内容。所以人们常将损伤力学 与断裂力学联结在一起，构成破坏力学或破坏理论的 主要内容。
损伤力学、断裂力学和细观力学都是研究不可 逆的破坏过程的科学，它们三者组成了从细观尺度直 考,不当之处，请联系改正。
3）损伤力学的发展历史 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 损伤力学是近20年发展起来的一门新学科，是材
料与结构的变形与破坏理论的重要组成部分。
与断裂力学的关系： * 无耦合的分析方法： 70年代末，损伤力学限制在只 研究材料在宏观裂纹出现以前的阶段，当宏观裂纹出 现以后则用断裂力学的理论和方法进行研究。
损伤概述(外科学课件)
呼吸困难
面色青紫
窒息
神志
嗜睡
眩晕
浅昏迷
深昏迷
说明：轻伤：2-9分，不需住院；重伤：10-16分，可住院，无生命危险； 5
严重伤：17-21分，住院，死亡率高；危重伤：21分以上，死亡率极高。
损伤 第一节 概述
病理生理：
1.局部反应：损伤性炎症、变性、坏死和 坏疽。
2.全身反应：⑴体温反应
⑵神经—内分泌反应
• 应用抗菌素 • 肌注破伤风抗毒素（TAT）1500单位 • 包扎伤口 • 应用止痛药物（如曲马多等） • 如术后发现有伤口局部红、肿、热、痛明显或
有分泌物渗出，应及时拆除缝线，引流，换药 处理。
24
⑶重要器官功能改变
⑷代谢反应
6
损伤 第一节 概述
损伤修复：分为四期
• 1.渗出期：主要是血块和血浆转化成血浆纤维 蛋白；渗出的白细胞、吞噬细胞、抗体等清除 坏死组织和杀灭细菌。72小时达高峰。
• 2.纤维组织形成期：6小时后成纤维细胞增殖， 内皮细胞增殖，新生毛细血管形成，以后以成 纤维细胞和胶原纤维为主。
18
清创术
清创术前评估：
• 病人的全身情况，是否能接受手术。如有休克， 或其他部位的严重损伤，如颅脑、胸部损伤， 都应及时作有效的处理，再作清创术。如有失 血性休克，则应在输血等抗休克的同时，进行 清创和止血。
• 局部情况，了解伤口部位、大小、污染程度、 骨关节外露等。有无肢体神经和血管的损伤。
8
损伤 第一节 概述
影响伤口愈合的因素： ⑴年龄：儿童及青少年蛋白质合成代谢旺盛，伤口愈合
良好。
⑵全身因素：
• ①慢性疾病：如贫血、糖尿病、结核、肝硬化、艾滋病、恶性肿 瘤等。
病理学：第一章：绪论、损伤
肝细胞脂肪变性苏丹Ⅲ染色
理
学
94
病
理 几个概念：
学 脂肪肝：显著弥漫性肝脂肪变性（如酒精性）
虎斑心：慢性酒精中毒、缺氧左室内膜下和乳 头肌处心肌脂肪变性呈黄色 正常心肌暗红色，黄红色纹虎斑心
心肌脂肪浸润：心外膜增生的脂肪组织沿间质 深入心肌细胞间可引起心源性猝死 黄色瘤：胞质内有过量的胆固醇和胆固醇酯的
组织和细胞的适应
适应：细胞和由其构成的组织、器
官对内、外环境中各种有害因子的
刺激作用而发生的非损伤性应答反
应，介于正常和损伤之间的一种状
1 态。包括：
27
病
理 [定义]
学 已发育正常的细胞、组织或器官的体积缩小， 可伴实质细胞数目减少
萎 特点： 缩 获得性的----未发育/发育不全
28
病 理
[分类]
79
病 理
[定义] or 变性
学 代谢障碍细胞内或细胞间异常物质的出
现或正常物质的数量显著☺，常见有
可 ☃ 细胞水肿（cellular swelling）
逆 ☃ 脂肪变性(fatty degeneration)
性 损 伤
☃ 玻璃样变（hyaline change） ☃ 淀粉样变(amyloidosis)
8
病
理 细胞学检查（cytology）
学 方法：通过采取病变处脱落的细胞经涂片染 色后进行观察,如食道、宫颈涂片、痰涂片 等 优点：经济，简便，无痛苦，可用于大面 普查 缺点：不能见到完整的组织结构.
9
病
理
实验病理学
学
动物实验
细胞和组织培养
10
病 理 学
绪 论
11
病
理 [观察方法]
第13章 创伤
第一节损伤概论损伤的概念：广义指：机械、物理、化学或生物等因素造成的机体损伤狭义指：机械性致伤因素作用于机体所造成的组织结构完整性破环或功能障碍。
一、损伤的分类目的：尽快对伤员作出正确的诊断，以便使伤员得到及时有效的救治，提高工作的有效性和时效性。
1、按致伤因素分类：机械因素：如锐器切割、钝器打击、重力挤压、火器射击等。
物理因素：如高温、低温、电流、放射线、激光等。
化学因素：如强酸、强碱可致化学性烧伤。
生物因素：如虫、蛇、犬等咬伤或螫伤。
闭合性损伤：挫伤、扭伤、挤压伤、冲击伤、关节脱位和半脱位、闭合性骨折、闭合性内脏伤等。
开放性损伤：擦伤、刺伤、切伤、撕裂伤、火器伤等。
开放伤按伤道类型分类：切线伤：投射物从体表切线方向通过、使伤道呈沟槽状。
盲管伤：仅有入口而无出口的损伤。
反跳伤：入口和出口集同一点的损伤。
贯通伤：既有入口又有出口的损伤。
2、按伤情轻重分类轻伤：轻微的扭伤、小撕裂伤等，无生命危险，无需住院治疗。
中等伤：四肢骨折、广泛软组织损伤等，常需住院治疗，一般无生命危险。
重伤：指危及生命或治愈后有严重残疾者，如颅脑损伤合并颅内压升高、大面积烧伤等。
损伤评分：一种相对量化的分类方法，以计分的形式评估损伤的严重程度。
评分指标：生命体征、解剖部位的损失严重程度、年龄、既往疾病、生化指标等常用损伤评分方法：院前指数（PHI）、损伤指数(TI)、简明损失定级(AIS)、损伤严重度评分(ISS)注：9分以下为轻伤，10-16分为中等伤，17-21分为重伤，21分以上为危重伤二、损伤病理（一）局部反应局部肿胀----充血渗出疼痛-----组织内压增高、缓激肽释放细胞聚集非特异性防御反应，有利于清除坏死组织、杀灭细菌及组织修复损伤性炎症利弊：益处：利于损伤修复。
渗入伤口间隙内的纤维蛋白原变为纤维蛋白，可充填裂隙和作为细胞增生的网架中性粒细胞抗菌作用、巨噬细胞清除坏死组织局部血流灌注增加，提供细胞增生的营养成分弊端：反应强烈或广泛不利于损伤治愈大量血浆渗出→血容量缩减闭合性损伤的严重炎症→组织内压过高，阻碍局部血循环大量组织细胞的裂解产物→损坏其他器官（二）全身性反应神经内分泌系统的变化：损伤后疼痛、精神紧张、血容量减少等因素诱导：下丘脑－垂体轴兴奋：抗利尿激素、醛固酮释放↑ －>肾小管重吸收水分↑ 、保钠排钾－>尿量↓交感神经－肾上腺髓质轴兴奋：肾上腺素、去甲肾上腺素释放↑ －>心率快、心肌收缩力↑ 、外周及内脏血管收缩－>保证心脑等重要器官供血肾素－血管加压素－醛固酮释放增多：肾小管重吸收水分↑ 、保钠排钾－>尿量↓水钠储留、钾排出增多，水电解质代谢紊乱代谢变化：基础代谢率↑－> 能量消耗↑，体温↑糖原、脂肪、蛋白质分解↑。
第一节 损伤概论
损伤概论
一、概念
损伤(trauma)有广义和狭义之分，广义 是指机械、物理、化学或生物等因素造成的 机体损伤。
狭义是指机械性致伤因素作用于机体造 成的组织结构完整性破坏或功能障碍。严重 者涉及心、肺、脑、肝、肾等重要脏器而危 及生命。本章主要介绍狭义的创伤。
随着工业交通的现代化，创伤对人类 提出了巨大的挑战。在美国，创伤死亡是 44岁以下首位死因。在我国城市，创伤是 第五位死因，在农村则为第四位死因，可 见创伤对人类的生存和健康已构成了巨大 的威胁。因此，伤后尽快开始处理伤员对 伤员的存活至关重要。
三、创伤分类--伤因
3．挤压伤 ❖ 在受到严重挤压的伤员中，除局部病变外，
还可发生挤压综合征，即以肌红蛋白尿和高 血钾为特征的急性肾功能衰竭及休克。挤压 伤和挤压综合征是同一种伤因的严重度不同 的表现。
三、创伤分类--伤因
4．玻璃碎片伤 (glass fragment injury) 简称“玻片伤”。因飞散的碎玻璃击中人 体而造成的损伤。其伤情和发生率与玻璃 片质量、撞击速度和撞击部位有关。
三、创伤分类--伤型
（二）按创伤有无伤口分类 1．闭合伤(closed injury) 皮肤保持 完整性，表面无伤口者。
如挫伤、挤压伤、扭伤、震荡伤、关节脱位和 半脱位、闭合性骨折和闭合性内脏伤等。
三、创伤分类--伤型
（二）按创伤有无伤口分类 1．闭合伤(closed injury)
伤情并不一定很轻，其难点在于确定有 无体腔脏器损伤。如腹部闭合伤，可能引起 腹内空腔或实质性脏器损伤。闭合性胸部伤， 可引起胸腔内器官损伤，如肺破裂、血胸、 气胸。闭合性颅脑伤，可发生脑挫裂伤、颅 内血肿。
三、创伤分类--伤因
5．钝挫伤 (contusion) 因钝性暴力作用而引起 的软组织闭合性损伤。当钝器作用于体表的面积 较大时，其力的强度不足以造成皮肤破裂，但却 能造成其下的皮下组织、肌肉和小血管甚至内脏 损伤，表现为受伤部位肿胀、疼痛和皮下瘀血， 严重者可发生肌纤维撕裂和深部血肿。如致伤暴 力螺旋方向，则引起捻挫伤，损伤程度将更重。
一、概念
损伤(trauma)有广义和狭义之分，广义 是指机械、物理、化学或生物等因素造成的 机体损伤。
狭义是指机械性致伤因素作用于机体造 成的组织结构完整性破坏或功能障碍。严重 者涉及心、肺、脑、肝、肾等重要脏器而危 及生命。本章主要介绍狭义的创伤。
随着工业交通的现代化，创伤对人类 提出了巨大的挑战。在美国，创伤死亡是 44岁以下首位死因。在我国城市，创伤是 第五位死因，在农村则为第四位死因，可 见创伤对人类的生存和健康已构成了巨大 的威胁。因此，伤后尽快开始处理伤员对 伤员的存活至关重要。
三、创伤分类--伤因
3．挤压伤 ❖ 在受到严重挤压的伤员中，除局部病变外，
还可发生挤压综合征，即以肌红蛋白尿和高 血钾为特征的急性肾功能衰竭及休克。挤压 伤和挤压综合征是同一种伤因的严重度不同 的表现。
三、创伤分类--伤因
4．玻璃碎片伤 (glass fragment injury) 简称“玻片伤”。因飞散的碎玻璃击中人 体而造成的损伤。其伤情和发生率与玻璃 片质量、撞击速度和撞击部位有关。
三、创伤分类--伤型
（二）按创伤有无伤口分类 1．闭合伤(closed injury) 皮肤保持 完整性，表面无伤口者。
如挫伤、挤压伤、扭伤、震荡伤、关节脱位和 半脱位、闭合性骨折和闭合性内脏伤等。
三、创伤分类--伤型
（二）按创伤有无伤口分类 1．闭合伤(closed injury)
伤情并不一定很轻，其难点在于确定有 无体腔脏器损伤。如腹部闭合伤，可能引起 腹内空腔或实质性脏器损伤。闭合性胸部伤， 可引起胸腔内器官损伤，如肺破裂、血胸、 气胸。闭合性颅脑伤，可发生脑挫裂伤、颅 内血肿。
三、创伤分类--伤因
5．钝挫伤 (contusion) 因钝性暴力作用而引起 的软组织闭合性损伤。当钝器作用于体表的面积 较大时，其力的强度不足以造成皮肤破裂，但却 能造成其下的皮下组织、肌肉和小血管甚至内脏 损伤，表现为受伤部位肿胀、疼痛和皮下瘀血， 严重者可发生肌纤维撕裂和深部血肿。如致伤暴 力螺旋方向，则引起捻挫伤，损伤程度将更重。
第一章 损伤概念ppt课件
损伤力学
ห้องสมุดไป่ตู้
断裂力学
10mm
损伤断裂过程 的发展
3. 二者研究的模型不同。 • • 断裂力学：针对一个或若干个宏观主裂纹，研究含裂纹模型的奇异缺陷的扩 展规律（裂纹尖端应力场具有奇异性）。 损伤力学：研究材料的分布型细观缺陷的扩展和含有细观缺陷的材料的力学 性质。
三、损伤的分类
金属材料：
脆性破坏（Brittle fracture）：由微裂纹的孕育形成、 扩展和汇合成主裂纹的脆性破坏过程。破坏前，应变 小，涉及弹性应力应变关系。 韧性（延性、粘性）破坏（Ductile failure）：由微观 孔洞形核、长大、汇合的韧性破坏过程，一般涉及弹 塑性大变形本构关系。
二、损伤变量的量测
1. 直接量测： 金相学方法直接测定材料缺陷：如位错的分布于密度、 空洞、微裂纹的数目、分布、取向，破坏的晶粒数与总晶 粒数之比，金属材料的晶粒尺寸为10~100um，晶间缺 陷、蠕变空洞直径为2~5um，所以，直接观察决定于实验 技术水平，获得信息也需作一定宏观尺度下的统计处理， 方可用于损伤力学。 设备与手段：超声显微装置、声谐波、声衰减、红外紫外摄 像机、x射线等检测手段。 2. 间接量测： 测量微观损伤的宏观表现：弹性模量变化、密度、容重、显 微硬度变化等，可以是力学量或电学量等。
损伤固体力学的基本方程
变量为：
， ，
及常数E、
等。
除了以上的所有变量以外，还增加了损伤变量D（可以张量表示,对 各向同性损伤是一个损伤变量 ）, ——物理意义上的时间。 结构的损伤分析即使在弹性范围内，也是非线性的。
3. 应用于不同损伤类型的分析
含损伤本构方程
结构分析变量： 条件：载荷约束
平衡方程 几何方程
损伤的概念名词解释
损伤的概念名词解释损伤（Injury）是指导致身体或物体的结构、功能或能力发生异常的事件或条件。
这可以是由于外部力量的直接作用，例如身体与物体的碰撞，或者是因为内部因素的存在，如疾病或感染。
损伤可能是物理性的，如刺伤或骨折，也可能是生化性的，如化学烧伤或中毒。
损伤的程度可以从轻微的、暂时的不适到严重的、永久的伤残。
从病理学的角度来看，损伤可以导致细胞、组织或器官的功能和结构的改变。
细胞损伤可能包括细胞膜破裂、细胞器损坏以及细胞死亡。
组织和器官损伤则可能涉及炎症反应的发生、细胞增殖修复以及纤维化和瘢痕组织的形成。
损伤的严重程度和类型取决于暴露的时间、力道、损伤的部位和机体的整体状态。
在医学上，损伤的严重性可以根据损伤部位、损伤类型和复原时间来评估。
损伤可以分为外伤损伤和内源性损伤。
外伤损伤通常指与物体的直接接触导致的损伤，可分为机械性损伤、烧伤、刺伤等。
内源性损伤则是由于疾病或者异常生理过程引起的，如心脏梗死、中风和癌症等。
损伤的治疗和康复过程需要综合的医疗干预和康复措施，以促进受损组织的修复和功能恢复。
对于严重的损伤，可能需要外科手术来修复破坏的组织或器官。
医生和物理治疗师可能会给予患者物理疗法、药物疗法和康复训练，以帮助患者恢复功能和减轻痛苦。
在康复的过程中，患者需要有耐心和毅力，同时还需要营养均衡的饮食和合理的休息。
此外，预防损伤也是非常重要的。
个人在日常生活和体育活动中应保持注意力集中，采取适当的防护措施，避免发生意外伤害。
预防措施可能包括佩戴头盔、防护眼镜和手套，正确使用安全带以及保持良好的姿势和体力训练。
对于特殊职业的从业人员，应遵守岗位安全规范和操作规范，减少职业性损伤的发生。
总而言之，损伤是导致身体或物体结构、功能或能力发生异常的事件或条件。
它可能是由外部力量的直接作用或内部因素的存在引起的。
损伤的种类繁多，严重程度不一。
对于损伤的治疗和康复，医疗干预和康复措施是至关重要的。
同时，个人和社会也应重视预防损伤，减少损伤的发生。
第一章适应与损伤
（1）小血管再生 始于毛细血管再生
图2-2 （P27）
（2）大血管的修复
内皮完全再生 肌层瘢痕修复
4 、其 它
软骨再生能力弱 骨再生能力强 平滑肌可有条件再生
横纹肌再生能力弱
心肌几乎缺乏再生能力
神经细胞（胞体）不能再生
外周神经断离可再生愈合
（四）细胞再生的影响因素
（自学）
肺门淋巴结干酪样坏死
图（镜下）
淋巴结内干酪样坏死
淋巴结内干酪样坏死
The brown coarsely granular material in macrophages in this alveolus is hemosiderin that has accumulated as a result of the breakdown of RBC's and release of the iron in heme. The macrophages clear up this debris, which is eventually recycled.
返
前列腺增生（腺体增生为主）
食管鳞状上皮部分被柱状上皮取代
胃粘膜肠上皮化生（肠化）
镜下图（胃粘膜肠化）
柱状上皮——鳞状上皮化生（鳞化）
图注：肝细胞肿胀，呈球形，胞浆疏松化为水样变性
肉眼 图1幅（肝脂变）
肝脏脂肪变性 (fatty change).
镜下 P15图1-6
HE彩图
肝脏脂肪变性（细胞内脂肪滴）
即：活体内的组织自溶
（1） 基本病变
核的变化为变性和坏死在组织学上的分界点， 也是最早出现的形态变化。
核固缩→核碎裂→核溶解
胞浆和间质也会发生相应变化
图2-2 （P27）
（2）大血管的修复
内皮完全再生 肌层瘢痕修复
4 、其 它
软骨再生能力弱 骨再生能力强 平滑肌可有条件再生
横纹肌再生能力弱
心肌几乎缺乏再生能力
神经细胞（胞体）不能再生
外周神经断离可再生愈合
（四）细胞再生的影响因素
（自学）
肺门淋巴结干酪样坏死
图（镜下）
淋巴结内干酪样坏死
淋巴结内干酪样坏死
The brown coarsely granular material in macrophages in this alveolus is hemosiderin that has accumulated as a result of the breakdown of RBC's and release of the iron in heme. The macrophages clear up this debris, which is eventually recycled.
返
前列腺增生（腺体增生为主）
食管鳞状上皮部分被柱状上皮取代
胃粘膜肠上皮化生（肠化）
镜下图（胃粘膜肠化）
柱状上皮——鳞状上皮化生（鳞化）
图注：肝细胞肿胀，呈球形，胞浆疏松化为水样变性
肉眼 图1幅（肝脂变）
肝脏脂肪变性 (fatty change).
镜下 P15图1-6
HE彩图
肝脏脂肪变性（细胞内脂肪滴）
即：活体内的组织自溶
（1） 基本病变
核的变化为变性和坏死在组织学上的分界点， 也是最早出现的形态变化。
核固缩→核碎裂→核溶解
胞浆和间质也会发生相应变化
兽医外科学课件：损伤
第一节 开放性损伤——创伤
一、创伤的概念
– 创伤（wound） 是因外力作用于机 体组织，使受伤部 皮肤或粘膜出现伤 口及深在组织与外 界相通的机械性损 伤。
二、创伤的症状
（一）出血 （二）创口裂开 （ 三）疼痛及机能障碍
三、创伤分类及临床特征
（一）按致伤物的性状分
– 刺创，切创， 挫创 等。
损伤
一、损伤（trauma）：
– 是由外界因素作用于机体，引起机体组织器 官在解剖上的破坏或生理上的紊乱，并伴有 不同程度的局部或全身反应。
二、损伤的分类：
（一）按损伤组织和器官的性质分类
– 1．软组织损伤 – 2．硬组织损伤
（二）按损伤的病因分类
– 1．机械性损伤 – 2．物理性损伤 – 3．化学性损伤 – 4．生物学的损伤
（二）按伤后经过的时间分
– 1．新鲜创 – 2．陈旧创
（三）按创伤有无污染分
– 1．无菌创 – 2．污染创 – 3．感染创
四、创伤后机体的反应
（一）局部反应
– 主要是急性炎症反应，包括组织变质、渗出和增生。
（二）全身反应
– 出现交感神经兴奋，脑垂体、肾上腺等分泌明显增加， 如脑垂体分泌的促肾上腺皮质激素、抗利尿素均增加。
指未被沾染的伤口，包括无菌手术切口，一般经 对合缝合，可达一期愈合。
2、污染伤口
被细菌污染，但未发展成感染的伤口。污染伤口 的处理主要是清创术。
– 清创术的目的：
在伤口未发生感染前，清除坏死或失活组织、异物、血块和 彻底止血，将污染伤口转变为清洁伤口，预防感染，争取伤 口达一期愈合。
– 清创术的时机：
六、 损伤并发症
一、休克（shock) 二、溃 疡： 皮肤（或粘膜）上经久不愈合的病
病理第一章损伤与修复[可修改版ppt]
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（一）萎缩的病理变化
肉眼：体积小、重量轻、包膜皱、边缘锐，色 深。
当萎缩脏器脂褐素明显增多时，整个脏器呈棕 褐色，称为褐色萎缩（Brown atrophy）。
正常睾丸与萎缩睾丸
脑萎缩
正常心脏
萎缩心脏
镜下：实质细胞体积缩小或数量减少；间质代偿 性增生。
萎缩细胞内常见脂褐素颗粒
（二）萎缩的类型
（一）化生的类型
化生
上皮组织化生
鳞状上皮化生 柱状上皮化生 肠上皮化生
间叶组织化生
支气管的假复层纤毛柱状上皮化生为鳞状上皮
子宫颈鳞状上皮的化生
第二节 细胞、组织的损伤
细胞和组织损伤的原因：
生物性因素 理化性因素 缺氧 其他因素
损伤
变性 坏死
一、变性的基本类型和病理变化
变性（Degeneration）指细胞或细胞
条件： 动脉、静脉同时受阻。
形态：污黑、肿胀、分界不清
③ 气性坏疽 部位：较深的开放性创伤。
间质内出现异常物质或正常物质含量增 多。
包括水变性、脂肪变性、玻璃样变性、 黏液样变性及色素沉着等。
一、变性的类型和病理变化
（一）可逆性变性
包括水变性（水肿）和脂肪变性
1. 水变性（hydropic degeneration）
细胞损伤后最早出现的形态学改变 a .机理：
受 损 后 ATP 生 成 障 碍 ， 细 胞 膜 上 的 Na—K泵功能降低。 b. 常见脏器：心、肝、肾。
病理第一章损伤与 修复
第一节 细胞、组织的适应
适应（Adaptation）： 指细胞、组织、 器官对内、外环境中的持续性的刺激和 各种有害因子产生的非损伤性应答反应。
适应
萎缩 肥大 增生 化生
第一章 损伤概念
从以上的推导可见，损伤的线性累加原理是损伤运动方程的一个积分结 果，二者是完全等价的。材料内部某质点内（材料构元）如果已全都损 伤，就应该满足线性累加原理的（1.12）式。以（1.8）式出发进行分离 变量和积分，在和的条件下，同样可积分得（1.12）式。
0
n 1
1
n 1
A 1 ( n 1) t1
1.4 连续各向同性损伤理论
一、损伤定义 二、应变等效假设
1.5 损伤运动方程和线性累加原理
一、脆性断裂时间（常拉加载） 二、线性累加原理
1.1 前言
一、什么叫损伤
苏联学者L.M.Kachanov最早提出“损伤” 的概念。（1958） • 固体材料在不适合的环境条件、机械作用 下（如外载荷、温度、腐蚀等等），材料 内部微观裂纹、微观孔洞的萌生、汇合、 扩展造成材料的局部劣化，这就是材料的 损伤。 • 材料损伤将导致材料强度、刚度、韧性下 降和使用寿命的缩短。
一、 损伤变量的选择
遵循两个原则： (1) 足够简单, (2) 有明确的力学意义。 一般用D函数来表示损伤变量 简单情况下: D是标量，描述各向同性损伤； 复杂情况下: D是向量，描述各向异性损伤。
Kachanov，Lemaitre采用的损伤变量与有效应力有关（连续损伤理论）； Rousselier 的空洞模型理论选用的损伤变量与质量密度有关； Dragon 与 Mroz 选用裂纹密度；…… 以上研究者均采用连续介质力学与不可逆热力学的方法，导出相应的连续损伤力学的本构 方程与演化方程。
复合材料（主要指纤维增强复合材料）
基体裂纹 界面分层 纤维断裂
四、损伤力学研究内容
1. 定义损伤变量：(Damage)
从固体力学和不可逆热力学的角度去定义于量测损伤.
损伤的医学概念
损伤的医学概念损伤是医学领域中一个重要的概念，它指的是人体或组织受到外界因素作用而引起的损害或伤害。
损伤可以是机械性的、化学性的、生物性的等多种形式，且在不同程度上可能对人体健康产生不同的影响。
在医学领域中，对损伤的研究和理解对于预防、诊断和治疗疾病具有重要意义。
首先，损伤可以是机械性的，即由外力作用于人体或组织而引起的损伤。
常见的机械性损伤包括创伤、骨折、扭伤等。
创伤可以是机械性创伤，如撞击、挫伤、切割等，也可以是烧伤、冻伤等。
机械性损伤的严重程度取决于外力的作用和人体的抵抗力，严重的机械性损伤可能会导致出血、内脏破裂、功能障碍等并可能危及生命。
其次，损伤还可以是化学性的，即由化学物质对人体或组织产生的损伤。
常见的化学性损伤包括化学品灼伤、药物过敏等。
某些化学物质对皮肤和黏膜有强烈的刺激性，会引起红肿、水疱、溃烂等症状。
此外，某些药物可能会引起过敏反应，导致皮疹、荨麻疹、呼吸道症状等。
化学性损伤的严重程度与接触的化学物质的性质和浓度有关，严重的化学性损伤可能危及生命。
再次，损伤还可以是生物性的，即由病原微生物或寄生虫对人体或组织产生的损伤。
常见的生物性损伤包括感染、寄生虫感染等。
感染是由病原微生物侵入人体而引起的免疫反应，可能导致发热、发炎、组织坏死等症状。
寄生虫感染可以引起寄生虫的寄生、卵产生等，损害人体器官或组织的功能。
生物性损伤的严重程度取决于病原微生物或寄生虫的种类和数量，严重的感染或寄生虫感染可能导致器官衰竭甚至死亡。
此外，损伤还可以是其他形式的，如辐射性损伤、热损伤、压力损伤等。
辐射性损伤指的是由放射线对人体细胞和组织产生的损伤，严重的辐射性损伤可能致癌或导致遗传缺陷。
热损伤是指由于高温或低温对人体产生的烧伤或冻伤。
压力损伤是指由于长时间的压迫而引起的皮肤坏死、组织坏死等。
总之，损伤是医学领域中一个重要的概念，它指的是人体或组织受到外界因素作用而引起的损害或伤害。
损伤可以是机械性的、化学性的、生物性的等多种形式，且严重程度不同可能对人体健康产生不同的影响。
概论第一章损伤
⊙
（3）肿瘤：是由体内外多种因素长期作用于机体，导致机 体某器官的组织细胞异常分化与增殖而形成的病理性新 生物。该新生物与相关组织器官的生理需要无关，无规 律生长，丧失正常的组织细胞功能，破坏原有器官的结 构，有的还会转移到机体其他部位而危及生命。如乳头 状瘤、骨瘤、白血病等。
（4）风湿病：是一种可能与免疫变态反应相关的、可侵害 机体多种器官、常有反复发作的急性或慢性非化脓性炎 症。以患部组织胶原纤维发生纤维素样变性为特征，骨 骼肌、心肌、关节囊和蹄是最常见的发病部位。
二、分类：损伤按不同方法可分为不同的几类。 （一）按受损组织和器官的性质分类，可分为软组
织损伤和硬组织损伤。 （二）按损伤的病因分类，可分为机械性损伤、物
理性损伤、化学性损伤和生物性损伤。
☆按受损组织和器官的性质分类
• 软组织损伤：即机体软质组织和器官的损伤。 这类损伤又可根据皮肤及黏膜的完整性是否 受到破坏而分为开放性损伤和非开放性损伤。 如创伤和挫伤等。
• 学习兽医外科学的基本要求 □要有整体观念。 机体的局部疾病与全身其他各
器官、系统的生理功能变化密切相关。 □力求理论与实践相结合。不仅要重视课程理论
知识学习，又要积极参加临床实践，要勤于动 眼、动手、动脑。 □应有防治兼顾的原则。许多外科疾病同样也是 可以预防。 □要兼顾生产性能、经济效益、动物福利和人畜 感情等。
3.痂皮下愈合：这是一种较为特殊的愈合形式，常为 皮肤浅表层损伤时的愈合方式。如擦伤、轻度烧伤 的愈合。 一般无需肉芽组织生长而只有上皮组织再生就可 使伤口愈合。伤口有血液或渗出液干固形成的痂皮 覆盖，愈后痂皮自然脱落，常不留疤痕。 但若伤口感染则取第二期愈合。
二、兽医外科学的历史起源与发展
• 兽医学是在人类开始驯养动物之后逐渐发展形成的。 古代的医学多是人、兽兼医且不分专科,所谓“兽 医”主要是指诊疗家畜的疾病。我国兽医学的起源 可追溯到轩辕黄帝时代（公元前2700—2357年）, 那时就有“马师皇善医六畜之疾”之说，距今已有 4300多年以上的历史。黄帝和他的丞相歧伯均精于 医术,并且人、兽兼医。黄帝《内经》是我国最古 老的医学书籍,对我国医学和兽医学的发展都有很 大的影响。
（3）肿瘤：是由体内外多种因素长期作用于机体，导致机 体某器官的组织细胞异常分化与增殖而形成的病理性新 生物。该新生物与相关组织器官的生理需要无关，无规 律生长，丧失正常的组织细胞功能，破坏原有器官的结 构，有的还会转移到机体其他部位而危及生命。如乳头 状瘤、骨瘤、白血病等。
（4）风湿病：是一种可能与免疫变态反应相关的、可侵害 机体多种器官、常有反复发作的急性或慢性非化脓性炎 症。以患部组织胶原纤维发生纤维素样变性为特征，骨 骼肌、心肌、关节囊和蹄是最常见的发病部位。
二、分类：损伤按不同方法可分为不同的几类。 （一）按受损组织和器官的性质分类，可分为软组
织损伤和硬组织损伤。 （二）按损伤的病因分类，可分为机械性损伤、物
理性损伤、化学性损伤和生物性损伤。
☆按受损组织和器官的性质分类
• 软组织损伤：即机体软质组织和器官的损伤。 这类损伤又可根据皮肤及黏膜的完整性是否 受到破坏而分为开放性损伤和非开放性损伤。 如创伤和挫伤等。
• 学习兽医外科学的基本要求 □要有整体观念。 机体的局部疾病与全身其他各
器官、系统的生理功能变化密切相关。 □力求理论与实践相结合。不仅要重视课程理论
知识学习，又要积极参加临床实践，要勤于动 眼、动手、动脑。 □应有防治兼顾的原则。许多外科疾病同样也是 可以预防。 □要兼顾生产性能、经济效益、动物福利和人畜 感情等。
3.痂皮下愈合：这是一种较为特殊的愈合形式，常为 皮肤浅表层损伤时的愈合方式。如擦伤、轻度烧伤 的愈合。 一般无需肉芽组织生长而只有上皮组织再生就可 使伤口愈合。伤口有血液或渗出液干固形成的痂皮 覆盖，愈后痂皮自然脱落，常不留疤痕。 但若伤口感染则取第二期愈合。
二、兽医外科学的历史起源与发展
• 兽医学是在人类开始驯养动物之后逐渐发展形成的。 古代的医学多是人、兽兼医且不分专科,所谓“兽 医”主要是指诊疗家畜的疾病。我国兽医学的起源 可追溯到轩辕黄帝时代（公元前2700—2357年）, 那时就有“马师皇善医六畜之疾”之说，距今已有 4300多年以上的历史。黄帝和他的丞相歧伯均精于 医术,并且人、兽兼医。黄帝《内经》是我国最古 老的医学书籍,对我国医学和兽医学的发展都有很 大的影响。
损伤
• （三）辅助检查 • 1.常规化验 • 2.血气分析：PaO2 • 3.肺部X线检查：
“暴风雪影像”
• （四）诊断要点 • 1.病史 • 2.临床表现 • 3.化验检查 • 4.磁共振
• （五）治疗原则 • 1.保护脑细胞、降温、利尿 • 2.保持呼吸道通畅、纠正低氧血症 • 3.抗休克和维持水电解质平衡 • 4.药物治疗：肾上腺皮质激素
• 六、创伤急救护理特点
（一）树立良好的第一印象 （二）即时性护理为主 （三）心理护理的重要性 （四）创伤与法律的相关性
小结及布置思考题
• 外科感染的常用药物与用药原则？ • 创伤的急救与复苏
谢 谢！Βιβλιοθήκη 第八章损伤病人的护理李颖
第一节损伤概述
• 一、损伤的概念 • 损伤(injury)指各类致伤因子对人体组织器
官造成的结构破坏和功能障碍。按致伤因 子，大致分为机械性、物理性、化学性和 生物性损伤。机械性因子作用所致的损伤， 又称创伤(trauma)。
• 二、创伤分类 • （一）按致伤原因分类： 锐器致刺伤、切割伤、
• • •
穿透伤；钝性暴力致挫伤、挤压伤；切线动力致 擦伤、裂伤、撕裂伤；枪弹致火器伤。利于评估 伤后的病理变化。 （二）按受伤部位分类： 颅脑、胸腔、腹腔、盆 腔、肢体损伤。有利于判断损伤可能涉及的软组 织、骨骼或脏器。 （三）按皮肤完整性分类： 皮肤、黏膜保持完整 者为闭合性损伤；有破损者为开放性损伤。 （四）按受伤程度分类 ： 头颅、胸、腹内脏器受 损致神经、呼吸、循环等功能障碍属重型、严重 型损伤。
第二节创伤的严重并发症
• 创伤后的全身并发症常见的有休克、多器
官功能不全、急性肾功能衰竭、急性呼吸 窘迫综合症、应激性溃疡、脂肪栓塞综合 征、弥散性血管内凝血等，除脂肪栓塞综 合征、弥散性血管内凝血外均在其他章节 讲授。
开放性损伤-创伤PPT课件
（二）创伤外部检查
损伤程度： 大小、形状、性质，出血情况、
裂开程度，边缘整齐性、挫灭程度
功能障碍： 疼痛情况、发生部位、功能障碍
.
18
六 创伤的检查
（三）创伤内部检查
形 态：深度、宽度、弯曲程度、开放程度、有无创囊 污染情况：污染物的性质、数量
感染情况：疼痛、肿胀程度、化脓及坏死程度
.
19
六 创伤的检查
） 创
清除异物：清除创腔中的异物、血凝块、脓痂
伤 治
3.清创手术：使新鲜污染创变为无菌创
疗
清除异物：切除失活组织，除去异物、血凝块
方 消除死腔：消灭创囊、凹壁 法 畅通引流：扩大创口或辅助切口,畅通排液
.
23
七 创伤的治疗
（ 4.创伤用药
二
防止感染；加速炎性净化；促进肉芽和上皮新生
） 创 伤 治
5.创伤缝合
填创腔，形成疤痕组织被覆上 皮组织而治愈
3.痂皮下愈合：表皮损伤，伤面浅在，少量出血
，血液或渗出的浆液逐渐干燥
而结成痂皮，覆的愈合
（二）创伤愈合种类
影响 因素
局部状态
感染
异物
坏死
组织 活性
第一期 愈合
第二期 愈合
全身状态
处理情况
局部 抵抗 营养 全身 创伤 全身 血循 力 程度 疾病 处理 治疗
2.全身因素: (5)机体维生素缺乏、营养不良 (6)免疫功能低下:大量用皮质激素、先天性不足
3.人为因素: (7)处理创伤局部不合理 (8)全身治疗不当
.
10
五 创伤的愈合
（二）创伤愈合种类
1.第一期愈合：形态学和生化变化均不显著，
留下线状疤痕或不留疤痕
损伤程度： 大小、形状、性质，出血情况、
裂开程度，边缘整齐性、挫灭程度
功能障碍： 疼痛情况、发生部位、功能障碍
.
18
六 创伤的检查
（三）创伤内部检查
形 态：深度、宽度、弯曲程度、开放程度、有无创囊 污染情况：污染物的性质、数量
感染情况：疼痛、肿胀程度、化脓及坏死程度
.
19
六 创伤的检查
） 创
清除异物：清除创腔中的异物、血凝块、脓痂
伤 治
3.清创手术：使新鲜污染创变为无菌创
疗
清除异物：切除失活组织，除去异物、血凝块
方 消除死腔：消灭创囊、凹壁 法 畅通引流：扩大创口或辅助切口,畅通排液
.
23
七 创伤的治疗
（ 4.创伤用药
二
防止感染；加速炎性净化；促进肉芽和上皮新生
） 创 伤 治
5.创伤缝合
填创腔，形成疤痕组织被覆上 皮组织而治愈
3.痂皮下愈合：表皮损伤，伤面浅在，少量出血
，血液或渗出的浆液逐渐干燥
而结成痂皮，覆的愈合
（二）创伤愈合种类
影响 因素
局部状态
感染
异物
坏死
组织 活性
第一期 愈合
第二期 愈合
全身状态
处理情况
局部 抵抗 营养 全身 创伤 全身 血循 力 程度 疾病 处理 治疗
2.全身因素: (5)机体维生素缺乏、营养不良 (6)免疫功能低下:大量用皮质激素、先天性不足
3.人为因素: (7)处理创伤局部不合理 (8)全身治疗不当
.
10
五 创伤的愈合
（二）创伤愈合种类
1.第一期愈合：形态学和生化变化均不显著，
留下线状疤痕或不留疤痕
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1. H.D.Bui等提出一种最简单的理论为：突然损伤理论 损伤变量为D，材料未损伤状态为D=0，当拉应变（临界 应变）时，则恒有全损伤状态D=1，材料承载能力降为0， 应力立即消失 。
C1 B1 B1
a1
2h
Φdt
CBB来自（a）定常的损伤扩展模型
（b）非定常的损伤扩展
突然损伤模型的数学表述为：
（1）在弹塑性区（包括损伤区的远场）服从弹塑性理论的控制方程； （2）在损伤区： （3）在损伤区的前沿边界
(1.6)
这里胡克定律形式不变，只是将Cauchy应力换做 换作损伤弹性模量: 或者杨氏模量E
则可以弹性模量的变化来定义损伤变量:
2. 大变形情况
在大变形引起的弹塑性变形下，我们可以假定，损伤与弹性变形无关.
设损伤与弹性变形无关. 可得：
是卸载模量
(1.7)
说明可以通过测量卸载模量来代替损伤弹性模量。
二、损伤力学与断裂力学关系
1. 二者是同一个问题的不同层次，是固体力学中描述材料破坏过程的破坏理论。 连续介质损伤力学是今年来迅速发展起来的断裂力学的一个新的分支。 2. 二者研究的材料缺陷在几何尺度上不同。 位 错 微 孔 洞 0.01 微萌 裂生 纹 0.1 微缺陷 扩展 1.0 宏观 裂纹 宏观裂 纹扩展
二、损伤变量的量测
1. 直接量测： 金相学方法直接测定材料缺陷：如位错的分布于密度、 空洞、微裂纹的数目、分布、取向，破坏的晶粒数与总晶 粒数之比，金属材料的晶粒尺寸为10~100um，晶间缺 陷、蠕变空洞直径为2~5um，所以，直接观察决定于实验 技术水平，获得信息也需作一定宏观尺度下的统计处理， 方可用于损伤力学。 设备与手段：超声显微装置、声谐波、声衰减、红外紫外摄 像机、x射线等检测手段。 2. 间接量测： 测量微观损伤的宏观表现：弹性模量变化、密度、容重、显 微硬度变化等，可以是力学量或电学量等。
1.5 损伤运动方程和线性累加原理
一、损伤运动方程
在单向拉伸情况下，由Kachanov假定②，损伤增长率主要与真实应力水平 有关，我们可以幂指数函数表示为： （1.8）
其中：A是材料常数，负号表示是正的单调减函数。这个方程对金属来说， 与实验数据一般都相符合。
这个微分方程的边值条件为：
未损时：
断裂时：
2．宏观方法（唯象学方法）：
(1) 从微观模型的启发中，建立损伤的理论分析模型，要求以此模型导 出的理论与实际相符即可。 (2) 采用宏观方法的理论有多种，其共同特点是引入损伤变量作为本构 关系的内变量。
1.2 损伤变量选择
为了对材料微结构变化现象给出恰当的描述，必须引入损伤变量作为本 构关系的内变量。因为材料结构的变化一般来说是不可逆的，按照不可 逆热力学的观点，材料在损伤的过程中熵（Entropy）增加了，即损伤发 生了累积，所以，损伤变量不仅是个不可见的内变量，而且还是个增加 的量。
1.4 各向同性损伤
一、定义损伤变量：
如图所示，从一受损伤物体中剖出 一代表体元——材料构元，其尺度 等同于连续介质力学中的单元体， 以表示 通过构元外法线为n的截 面的初始面积。由于损伤，该截面 还失去部分面积为A，则截面的真 实净面积为 。
n
A0
当构元上裂纹孔洞在所有方向上分布相等，损伤变量与方向无关，则可 以用标量来表示，这种损伤称作各向同性损伤，它可如下定义：
复合材料（主要指纤维增强复合材料）
基体裂纹 界面分层 纤维断裂
四、损伤力学研究内容
1. 定义损伤变量：(Damage)
从固体力学和不可逆热力学的角度去定义于量测损伤.
2. 建立考虑损伤的本构关系及损伤演化方程
无损伤固体力学的基本方程
平衡方程： 应力应变（本构）方程： 几何方程： 力的边界条件： 位移边界：
10mm
损伤断裂过程 的发展
损伤力学
断裂力学
3. 二者研究的模型不同。 • • 断裂力学：针对一个或若干个宏观主裂纹，研究含裂纹模型的奇异缺陷的扩 展规律（裂纹尖端应力场具有奇异性）。 损伤力学：研究材料的分布型细观缺陷的扩展和含有细观缺陷的材料的力学 性质。
三、损伤的分类
金属材料：
脆性破坏（Brittle fracture）：由微裂纹的孕育形成、 扩展和汇合成主裂纹的脆性破坏过程。破坏前，应变 小，涉及弹性应力应变关系。 韧性（延性、粘性）破坏（Ductile failure）：由微观 孔洞形核、长大、汇合的韧性破坏过程，一般涉及弹 塑性大变形本构关系。
各向同性连续介质损伤理论
损伤像魔鬼一样,看不见但令人生畏-损伤力学
第一章
1.1 前言
一、什么叫损伤 二、损伤力学与断裂力学关系 三、损伤的分类 四、损伤力学研究内容 五、研究方法
损伤概念
1.2 损伤变量选择
一、选择原则 二、量测
1.3 损伤分类与损伤模型
一、分类 二、损伤模型 Kachnov and Lemaitre连续损伤理论
所以
(1.5)
假定： ①损伤对物体的应变响应改变仅仅是通过真实应力的改变去改变的； ②损伤增长率主要与真实应力水平有关.
由这两个假定，并考虑损伤的本构方程及损伤演化方程主要与真实应力有 关。假定一即是等应变假定，即也解释为：在外力作用下，受损材料的本 构关系可采用无损时的形式，只要把其中的Cauchy应力简单的换成真实 应力即可。
损伤固体力学的基本方程
变量为：
， ，
及常数E、
等。
除了以上的所有变量以外，还增加了损伤变量D（可以张量表示,对 各向同性损伤是一个损伤变量 ）, ——物理意义上的时间。 结构的损伤分析即使在弹性范围内，也是非线性的。
3. 应用于不同损伤类型的分析
含损伤本构方程
结构分析变量： 条件：载荷约束
平衡方程 几何方程
(1) 材料的屈服面方程（理想塑性或硬化）
（理想塑性）
其中
f 为空洞体积比，D为常数, σm 为平均应力.
(2) 本构方程
(3) 质量守恒定律 导出损伤的演化方程：
为流动因子。 (1.2)
3. 连续损伤理论
根据 L.M.Kachanov 研究蠕变破坏时提出的宏观损伤概念而发展 起来的学科( Lemaitre 继承发展)。 这个理论引入受损后的有效应力概念，采用等应变假设，借助 不可逆热力学的方法，推导了弹塑性耦合损伤的基本关系和蠕 变损伤的基本关系。曾用于计算一些简单工程问题的结构寿命， 所得结果与试验符合良好.
1.3 损伤分类与损伤模型
一、分类
根据材料的不同，载荷条件、环境条件和受损材料的变形等， 可将损伤大致分为： 弹性损伤； 塑性损伤； 疲劳损伤——循环载荷作用； 蠕变损伤——温度和应力作用； 钢的脆化——原子辐射、氢离子扩散； 环境老化； 混凝土损伤； 复合材料损伤； 化学机械损伤——腐蚀。
二、损伤模型
，
（4）在损伤区边界的剩下部分
，
根据以上数学描述和断裂力学的能量耗散计算，可给出图（a）所示发生脆性 （定常扩展） 破坏时的能量耗散率 (1.1) 弹性应变能才能释放， φ 裂纹扩展速度
2. 空洞损伤模型
Rousselier提出空洞损伤模型，适用于空洞生长类型的损 伤（塑性、韧性损伤），损伤表现为材料的质量密度低于 原始值，这属于宏观的体膨胀损伤模型。损伤变量与质量 密度有关。
从以上的推导可见，损伤的线性累加原理是损伤运动方程的一个积分结 果，二者是完全等价的。材料内部某质点内（材料构元）如果已全都损 伤，就应该满足线性累加原理的（1.12）式。以（1.8）式出发进行分离 变量和积分，在和的条件下，同样可积分得（1.12）式。
0
n 1
1
n 1
A 1 ( n 1) t1
1.4 连续各向同性损伤理论
一、损伤定义 二、应变等效假设
1.5 损伤运动方程和线性累加原理
一、脆性断裂时间（常拉加载） 二、线性累加原理
1.1 前言
一、什么叫损伤
苏联学者L.M.Kachanov最早提出“损伤” 的概念。（1958） • 固体材料在不适合的环境条件、机械作用 下（如外载荷、温度、腐蚀等等），材料 内部微观裂纹、微观孔洞的萌生、汇合、 扩展造成材料的局部劣化，这就是材料的 损伤。 • 材料损伤将导致材料强度、刚度、韧性下 降和使用寿命的缩短。
力学分析 计算方法
断裂
损伤演化方程
五、损伤力学的研究方法
1. 微观（细观）方法：
根据材料的微观成分（基体、颗粒、孔洞）单独的力学行为以及它们 的相互作用来建立宏观的考虑损伤的本构关系，进而给出损伤力学的 完整的问题提法。 (1) 为损伤变量和演化赋予了真实的几何形象和物理过程。含损伤的材 料代表体元（基体单元）——损伤的全体——力学计算——特定损 伤结构的本构方程（宏观应力与体元总体应变的关系及演化关系）。 (2) 微观机制复杂，了解不够充分，由微观经过许多假设过渡到宏观，完 备性与实用性有待于进一步发展。
求
（1.9）
对脆性断裂情况的单拉杆，小应变条件 对（1.8）积分，可得均匀常应力作用下脆性断裂的时间：
（1.10）
二、线性累加原理
对于分段逐步加载的情况，在时间间隔内， 应力值不变，等于
在所有的 内对损伤运动方程（1.8）式 积分，利用边值条件和 的连续性，可得： （1.11） 作用下的寿命。这就是损伤的线性累加原理。 如果载荷 的大小是连续变化的，则相当于 原理的求和式就以积分代替。 （1.12） ，这时线性累加
推出：
作用下的寿命
一、 损伤变量的选择
遵循两个原则： (1) 足够简单, (2) 有明确的力学意义。 一般用D函数来表示损伤变量 简单情况下: D是标量，描述各向同性损伤； 复杂情况下: D是向量，描述各向异性损伤。
Kachanov，Lemaitre采用的损伤变量与有效应力有关（连续损伤理论）； Rousselier 的空洞模型理论选用的损伤变量与质量密度有关； Dragon 与 Mroz 选用裂纹密度；…… 以上研究者均采用连续介质力学与不可逆热力学的方法，导出相应的连续损伤力学的本构 方程与演化方程。
C1 B1 B1
a1
2h
Φdt
CBB来自（a）定常的损伤扩展模型
（b）非定常的损伤扩展
突然损伤模型的数学表述为：
（1）在弹塑性区（包括损伤区的远场）服从弹塑性理论的控制方程； （2）在损伤区： （3）在损伤区的前沿边界
(1.6)
这里胡克定律形式不变，只是将Cauchy应力换做 换作损伤弹性模量: 或者杨氏模量E
则可以弹性模量的变化来定义损伤变量:
2. 大变形情况
在大变形引起的弹塑性变形下，我们可以假定，损伤与弹性变形无关.
设损伤与弹性变形无关. 可得：
是卸载模量
(1.7)
说明可以通过测量卸载模量来代替损伤弹性模量。
二、损伤力学与断裂力学关系
1. 二者是同一个问题的不同层次，是固体力学中描述材料破坏过程的破坏理论。 连续介质损伤力学是今年来迅速发展起来的断裂力学的一个新的分支。 2. 二者研究的材料缺陷在几何尺度上不同。 位 错 微 孔 洞 0.01 微萌 裂生 纹 0.1 微缺陷 扩展 1.0 宏观 裂纹 宏观裂 纹扩展
二、损伤变量的量测
1. 直接量测： 金相学方法直接测定材料缺陷：如位错的分布于密度、 空洞、微裂纹的数目、分布、取向，破坏的晶粒数与总晶 粒数之比，金属材料的晶粒尺寸为10~100um，晶间缺 陷、蠕变空洞直径为2~5um，所以，直接观察决定于实验 技术水平，获得信息也需作一定宏观尺度下的统计处理， 方可用于损伤力学。 设备与手段：超声显微装置、声谐波、声衰减、红外紫外摄 像机、x射线等检测手段。 2. 间接量测： 测量微观损伤的宏观表现：弹性模量变化、密度、容重、显 微硬度变化等，可以是力学量或电学量等。
1.5 损伤运动方程和线性累加原理
一、损伤运动方程
在单向拉伸情况下，由Kachanov假定②，损伤增长率主要与真实应力水平 有关，我们可以幂指数函数表示为： （1.8）
其中：A是材料常数，负号表示是正的单调减函数。这个方程对金属来说， 与实验数据一般都相符合。
这个微分方程的边值条件为：
未损时：
断裂时：
2．宏观方法（唯象学方法）：
(1) 从微观模型的启发中，建立损伤的理论分析模型，要求以此模型导 出的理论与实际相符即可。 (2) 采用宏观方法的理论有多种，其共同特点是引入损伤变量作为本构 关系的内变量。
1.2 损伤变量选择
为了对材料微结构变化现象给出恰当的描述，必须引入损伤变量作为本 构关系的内变量。因为材料结构的变化一般来说是不可逆的，按照不可 逆热力学的观点，材料在损伤的过程中熵（Entropy）增加了，即损伤发 生了累积，所以，损伤变量不仅是个不可见的内变量，而且还是个增加 的量。
1.4 各向同性损伤
一、定义损伤变量：
如图所示，从一受损伤物体中剖出 一代表体元——材料构元，其尺度 等同于连续介质力学中的单元体， 以表示 通过构元外法线为n的截 面的初始面积。由于损伤，该截面 还失去部分面积为A，则截面的真 实净面积为 。
n
A0
当构元上裂纹孔洞在所有方向上分布相等，损伤变量与方向无关，则可 以用标量来表示，这种损伤称作各向同性损伤，它可如下定义：
复合材料（主要指纤维增强复合材料）
基体裂纹 界面分层 纤维断裂
四、损伤力学研究内容
1. 定义损伤变量：(Damage)
从固体力学和不可逆热力学的角度去定义于量测损伤.
2. 建立考虑损伤的本构关系及损伤演化方程
无损伤固体力学的基本方程
平衡方程： 应力应变（本构）方程： 几何方程： 力的边界条件： 位移边界：
10mm
损伤断裂过程 的发展
损伤力学
断裂力学
3. 二者研究的模型不同。 • • 断裂力学：针对一个或若干个宏观主裂纹，研究含裂纹模型的奇异缺陷的扩 展规律（裂纹尖端应力场具有奇异性）。 损伤力学：研究材料的分布型细观缺陷的扩展和含有细观缺陷的材料的力学 性质。
三、损伤的分类
金属材料：
脆性破坏（Brittle fracture）：由微裂纹的孕育形成、 扩展和汇合成主裂纹的脆性破坏过程。破坏前，应变 小，涉及弹性应力应变关系。 韧性（延性、粘性）破坏（Ductile failure）：由微观 孔洞形核、长大、汇合的韧性破坏过程，一般涉及弹 塑性大变形本构关系。
各向同性连续介质损伤理论
损伤像魔鬼一样,看不见但令人生畏-损伤力学
第一章
1.1 前言
一、什么叫损伤 二、损伤力学与断裂力学关系 三、损伤的分类 四、损伤力学研究内容 五、研究方法
损伤概念
1.2 损伤变量选择
一、选择原则 二、量测
1.3 损伤分类与损伤模型
一、分类 二、损伤模型 Kachnov and Lemaitre连续损伤理论
所以
(1.5)
假定： ①损伤对物体的应变响应改变仅仅是通过真实应力的改变去改变的； ②损伤增长率主要与真实应力水平有关.
由这两个假定，并考虑损伤的本构方程及损伤演化方程主要与真实应力有 关。假定一即是等应变假定，即也解释为：在外力作用下，受损材料的本 构关系可采用无损时的形式，只要把其中的Cauchy应力简单的换成真实 应力即可。
损伤固体力学的基本方程
变量为：
， ，
及常数E、
等。
除了以上的所有变量以外，还增加了损伤变量D（可以张量表示,对 各向同性损伤是一个损伤变量 ）, ——物理意义上的时间。 结构的损伤分析即使在弹性范围内，也是非线性的。
3. 应用于不同损伤类型的分析
含损伤本构方程
结构分析变量： 条件：载荷约束
平衡方程 几何方程
(1) 材料的屈服面方程（理想塑性或硬化）
（理想塑性）
其中
f 为空洞体积比，D为常数, σm 为平均应力.
(2) 本构方程
(3) 质量守恒定律 导出损伤的演化方程：
为流动因子。 (1.2)
3. 连续损伤理论
根据 L.M.Kachanov 研究蠕变破坏时提出的宏观损伤概念而发展 起来的学科( Lemaitre 继承发展)。 这个理论引入受损后的有效应力概念，采用等应变假设，借助 不可逆热力学的方法，推导了弹塑性耦合损伤的基本关系和蠕 变损伤的基本关系。曾用于计算一些简单工程问题的结构寿命， 所得结果与试验符合良好.
1.3 损伤分类与损伤模型
一、分类
根据材料的不同，载荷条件、环境条件和受损材料的变形等， 可将损伤大致分为： 弹性损伤； 塑性损伤； 疲劳损伤——循环载荷作用； 蠕变损伤——温度和应力作用； 钢的脆化——原子辐射、氢离子扩散； 环境老化； 混凝土损伤； 复合材料损伤； 化学机械损伤——腐蚀。
二、损伤模型
，
（4）在损伤区边界的剩下部分
，
根据以上数学描述和断裂力学的能量耗散计算，可给出图（a）所示发生脆性 （定常扩展） 破坏时的能量耗散率 (1.1) 弹性应变能才能释放， φ 裂纹扩展速度
2. 空洞损伤模型
Rousselier提出空洞损伤模型，适用于空洞生长类型的损 伤（塑性、韧性损伤），损伤表现为材料的质量密度低于 原始值，这属于宏观的体膨胀损伤模型。损伤变量与质量 密度有关。
从以上的推导可见，损伤的线性累加原理是损伤运动方程的一个积分结 果，二者是完全等价的。材料内部某质点内（材料构元）如果已全都损 伤，就应该满足线性累加原理的（1.12）式。以（1.8）式出发进行分离 变量和积分，在和的条件下，同样可积分得（1.12）式。
0
n 1
1
n 1
A 1 ( n 1) t1
1.4 连续各向同性损伤理论
一、损伤定义 二、应变等效假设
1.5 损伤运动方程和线性累加原理
一、脆性断裂时间（常拉加载） 二、线性累加原理
1.1 前言
一、什么叫损伤
苏联学者L.M.Kachanov最早提出“损伤” 的概念。（1958） • 固体材料在不适合的环境条件、机械作用 下（如外载荷、温度、腐蚀等等），材料 内部微观裂纹、微观孔洞的萌生、汇合、 扩展造成材料的局部劣化，这就是材料的 损伤。 • 材料损伤将导致材料强度、刚度、韧性下 降和使用寿命的缩短。
力学分析 计算方法
断裂
损伤演化方程
五、损伤力学的研究方法
1. 微观（细观）方法：
根据材料的微观成分（基体、颗粒、孔洞）单独的力学行为以及它们 的相互作用来建立宏观的考虑损伤的本构关系，进而给出损伤力学的 完整的问题提法。 (1) 为损伤变量和演化赋予了真实的几何形象和物理过程。含损伤的材 料代表体元（基体单元）——损伤的全体——力学计算——特定损 伤结构的本构方程（宏观应力与体元总体应变的关系及演化关系）。 (2) 微观机制复杂，了解不够充分，由微观经过许多假设过渡到宏观，完 备性与实用性有待于进一步发展。
求
（1.9）
对脆性断裂情况的单拉杆，小应变条件 对（1.8）积分，可得均匀常应力作用下脆性断裂的时间：
（1.10）
二、线性累加原理
对于分段逐步加载的情况，在时间间隔内， 应力值不变，等于
在所有的 内对损伤运动方程（1.8）式 积分，利用边值条件和 的连续性，可得： （1.11） 作用下的寿命。这就是损伤的线性累加原理。 如果载荷 的大小是连续变化的，则相当于 原理的求和式就以积分代替。 （1.12） ，这时线性累加
推出：
作用下的寿命
一、 损伤变量的选择
遵循两个原则： (1) 足够简单, (2) 有明确的力学意义。 一般用D函数来表示损伤变量 简单情况下: D是标量，描述各向同性损伤； 复杂情况下: D是向量，描述各向异性损伤。
Kachanov，Lemaitre采用的损伤变量与有效应力有关（连续损伤理论）； Rousselier 的空洞模型理论选用的损伤变量与质量密度有关； Dragon 与 Mroz 选用裂纹密度；…… 以上研究者均采用连续介质力学与不可逆热力学的方法，导出相应的连续损伤力学的本构 方程与演化方程。