基于一类非局部宏-微观损伤模型的裂纹模拟 |
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引用本文: | 卢广达,陈建兵.基于一类非局部宏-微观损伤模型的裂纹模拟[J].力学学报,2020,52(3). |
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作者姓名: | 卢广达 陈建兵 |
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作者单位: | 同济大学土木工程防灾国家重点实验室,土木工程学院,上海200092 |
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基金项目: | 国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点实验室基金 |
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摘 要: | 结合近场动力学和统一相场理论的基本思想,最近提出了一类非局部宏-微观损伤模型,为固体裂纹扩展模拟提供了新途径.本文在此基础上改进了微观损伤准则,并给出损伤的■语言以刻画固体破坏过程中位移场的不连续程度.在改进模型中,首先根据两物质点(即物质点对)之间的变形量,基于相对临界伸长量的历史最大超越程度,给出表征物质键性能退化的微细观损伤.进而,对影响域内的物质键损伤进行空间局部加权平均,获得宏观拓扑损伤.通过引入能量退化函数,建立基于能量的损伤与宏观拓扑损伤之间的关系,由此将其嵌入连续损伤力学基本框架,形成了问题求解的基本方程.该模型是一类非局部化模型,可采用有限单元法进行离散求解,避免了经典局部损伤力学所面临的网格敏感性问题.文中,进一步将其应用于具有强非线性回弹特性的裂纹扩展模拟问题.实例分析表明,本文方法不仅可以把握裂纹扩展模式,而且能够定量刻画裂纹扩展过程中的载荷-变形关系.最后指出了需要进一步研究的问题.
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关 键 词: | 损伤 宏-微观损伤模型 能量退化因子 裂纹 非局部化 |
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