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在铸造成型、机加工和服役加载等过程中，材料易于产生微孔洞和微裂纹。过去，人们主要采用理想的几何模型对微裂纹或微孔洞近旁的应力/应变状态进行数值分析，或采用表面观察方法研究材料的变形与损伤问题。而对于实际材料，这些显微缺陷往往呈不规则形状，在其表面和内部所产生的变形、裂纹萌生和扩展等规律并不相同。近年来，高能同步辐射x 射线断层扫描(CT)技术的发展，使材料内部复杂、且不均匀的结构特征、缺陷、及其损伤过程的三维可视化成为了可能，为在三维尺度研究材料的变形与断裂行为提供了巨大潜力 [1-3]。