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《固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集》2007年
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构元组集弹性损伤模型对准脆性材料损伤至断裂各向异性特征的分析

张晶  付强  邓守春  梁乃刚  
【摘要】:本文采用构元组集弹性损伤模型对准脆性材料损伤至断裂的各向异性特征进行了初步分析。构元组集模型的物理基础是对泛函势理论。在对泛函势理论中,材料的势能包括原子核和原子核之间的对势以及原子核和周围电子云之间的嵌入势。根据Cauchy-Born假定,通过把对势按方向分组,提出了取向构元的概念,并根据嵌入势抽象出体积构元。这样材料的应变能就是所有构元应变能的和,材料的本构方程可以通过组集构元的响应函数得到。由于损伤在原子层次上就是原子键不断破坏的过程,取向构元作为按方向分组的原子之间相互作用势的集合,损伤对材料性质的影响就体现为取向构元刚度的改变。同时,由于取向构元具有方向特性,构元组集弹性损伤模型能够自然体现出损伤诱导的各向异性特征。本文针对单轴拉伸,非比例加载路径以及预制偏心裂纹三点弯曲大理石梁问题进行了数值模拟,描述了准脆性材料损伤各向异性特征以及裂纹扩展路径,初步验证了构元组集弹性损伤模型对准脆性材料损伤至断裂过程的预测能力。

【共引文献】
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