固体力学学报
固體力學學報
고체역학학보
ACTA MECHANICA SOLIDA SINICA
2013年
3期
241-246
,共6页
刘芳%付强%陈岑%梁乃刚
劉芳%付彊%陳岑%樑迺剛
류방%부강%진잠%량내강
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
彈性損傷本構關繫%裂紋擴展%ABAQUS/UMAT%構元組集模型%內聚區模型
탄성손상본구관계%렬문확전%ABAQUS/UMAT%구원조집모형%내취구모형
elasto-damage constitutive relation%crack propagation%ABAQUS/UMAT%component assembling model%cohesive zone model
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.
結構的響應實質上是材料的響應,宏觀結構損傷至斷裂的髮展過程也是材料性質不斷縯化的結果.構元組集模型從材料的微觀物理變形機製齣髮,基于對汎函勢理論和Cauchy-Born準則,抽象齣兩種構元:彈簧束構元和體積構元.在微觀層次上,結構損傷和斷裂的實質都是原子間鍵閤力減弱和喪失的結果,而彈簧束構元是同一方嚮上的原子鍵的抽象,因此損傷可以通過彈簧束構元的響應麯線來反映.組集兩種構元的響應,建立瞭材料的彈性損傷本構關繫,從而能一緻描述材料從彈性到損傷、破壞的髮展過程.將構元組集模型的本構關繫嵌入ABAQUS的用戶材料單元子程序UMAT,實現對結構響應的數值模擬.論文模擬瞭包含中心預製裂紋三點彎麯樑的裂紋擴展過程,併與內聚區模型比較,給齣瞭內聚區模型所假設的應力-位移關繫麯線,併從材料損傷縯化的角度對材料裂紋擴展過程做齣瞭物理解釋.
결구적향응실질상시재료적향응,굉관결구손상지단렬적발전과정야시재료성질불단연화적결과.구원조집모형종재료적미관물리변형궤제출발,기우대범함세이론화Cauchy-Born준칙,추상출량충구원:탄황속구원화체적구원.재미관층차상,결구손상화단렬적실질도시원자간건합력감약화상실적결과,이탄황속구원시동일방향상적원자건적추상,인차손상가이통과탄황속구원적향응곡선래반영.조집량충구원적향응,건립료재료적탄성손상본구관계,종이능일치묘술재료종탄성도손상、파배적발전과정.장구원조집모형적본구관계감입ABAQUS적용호재료단원자정서UMAT,실현대결구향응적수치모의.논문모의료포함중심예제렬문삼점만곡량적렬문확전과정,병여내취구모형비교,급출료내취구모형소가설적응력-위이관계곡선,병종재료손상연화적각도대재료렬문확전과정주출료물리해석.
