广义微极近场动力学模型及三维断裂行为模拟

摘要：

固体断裂破坏是一类非常复杂的现象,一直以来都是工程学科的经典难题.针对准脆性材料的三维断裂问题,提出一种广义微极近场动力学(GMPD)模型.首先,采用Timoshenko梁模拟物质点间的相互作用并建立了相应的控制方程,充分考虑三维条件下键的轴向变形、切向变形和相对转角;其次,引入分别对应键拉伸、剪切和转动刚度的键参数,保证复杂加载条件下近场动力学和传统连续介质力学的能量一致性;同时提出基于能量的新型断裂准则,推导出键轴向变形、切向变形以及相对转角的临界值,可以实现准脆性材料的破坏过程模拟;最后基于所提出的GMPD模型,对轴向压缩条件下准脆性材料的三维断裂过程进行模拟,通过将分析结果与试验结果进行对比,有效验证了本模型的正确性和精度,可以准确描述复杂加载条件下翼型裂纹、反翼型裂纹和次生裂纹等不同类型裂纹的萌生和扩展过程.

关键词：广义微极近场动力学、准脆性材料、三维断裂、裂纹扩展、数值仿真

所属期刊栏目：50

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：教育部重点实验室开放基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2022-06-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：463-469