| 构元组集损伤断裂模型及其与内聚区模型的比较 |
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| 引用本文： | 刘芳, 付强, 陈岑, 梁乃刚. 构元组集损伤断裂模型及其与内聚区模型的比较[J]. 固体力学学报, 2013, 34(3): 241-246. doi: 10.3969/j.issn.0254-7805.2013.03.002 |
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| 作者姓名： | 刘芳 付强 陈岑 梁乃刚 |
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| 作者单位： | 武汉理工大学交通学院,武汉,430063;; 中国轻型燃气轮机开发中心,北京,100028;; 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京,100190;; 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京,100190 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目,中央高校基本科研业务费专项资金 |
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| 摘 要： | 结构的响应实质上是材料的响应,宏观结构损伤至断裂的发展过程也是材料性质不断演化的结果.构元组集模型从材料的微观物理变形机制出发,基于对泛函势理论和Cauchy-Born准则,抽象出两种构元:弹簧束构元和体积构元.在微观层次上,结构损伤和断裂的实质都是原子间键合力减弱和丧失的结果,而弹簧束构元是同一方向上的原子键的抽象,因此损伤可以通过弹簧束构元的响应曲线来反映.组集两种构元的响应,建立了材料的弹性损伤本构关系,从而能一致描述材料从弹性到损伤、破坏的发展过程.将构元组集模型的本构关系嵌入ABAQUS的用户材料单元子程序UMAT,实现对结构响应的数值模拟.论文模拟了包含中心预制裂纹三点弯曲梁的裂纹扩展过程,并与内聚区模型比较,给出了内聚区模型所假设的应力-位移关系曲线,并从材料损伤演化的角度对材料裂纹扩展过程做出了物理解释.
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| 关 键 词： | 弹性损伤本构关系 裂纹扩展 ABAQUS/UMAT 构元组集模型 内聚区模型 |
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