广义微极近场动力学模型及三维断裂行为模拟
作者:陈希卓; 禹海涛; 朱建波; 刘建锋
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固体断裂是一种非常复杂的现象,一直是工程中的经典问题。针对准脆性材料的三维断裂问题,提出了一种广义微极近场动力学(GMPD)模型。首先,利用Timoshenko梁模型模拟了材料点之间的相互作用,建立了相应的控制方程。充分考虑了键在三维条件下的轴向变形、切向变形和相对旋转角度。其次,引入与键的拉伸、剪切和旋转刚度相对应的关键参数,以确保近场动力学与传统连续介质力学在复杂荷载条件下的能量一致性。最后,基于提出的GMPD模型,模拟了准脆性材料在轴向压缩下的三维断裂过程。通过分析结果与实验结果的比较,有效地验证了模型的正确性和准确性,并能准确描述复杂载荷条件下翼型裂纹的萌生和扩展过程,如反翼型裂纹和二次裂纹。