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高速运动裂纹扩展和分叉现象的近场动力学数值模拟
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:《应用数学和力学》
  • 时间:0
  • 分类:O317[理学—一般力学与力学基础;理学—力学] V214.9[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:[1]重庆大学土木工程学院,重庆400045, [2]四川工学院土木工程学院.四川自贡643000
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB046903); 国家自然科学基金(51325903,51279218); 重庆市自然科学基金(院士专项)(cstc2013jcyjys30002); 教育部博士点专项基金(20130191110037); 四川省科技厅资助项目(2016GFW0137)致谢作者衷心感谢四川理工学院2016年第一批人才引进项目(2016RCLl9)对本文的资助.
中文摘要:

首先介绍了近场动力学的基本理论,然后以两个实例分析了高速运动裂纹的扩展及分叉现象.分析了近场动力学参数(邻域半径、相邻节点距)及外部参数(材料的弹性模量、密度、温度改变量)等对裂纹分叉的速度和角度的影响并进行了对比分析,数值结果表明:随着邻域半径的增大,裂纹传播速度逐渐减少而裂纹分叉角度逐渐增加;随着相邻节点间距的增加,裂纹的传播速度逐渐减少而裂纹分叉角度也逐渐减少;裂纹分叉长度偏向于弹性模量小和密度大的材料;裂纹传播速度随着弹性模量差值的增大而增大,随着密度差值的减小而增大,同时随着外界温度改变量的增大而减少.近场动力学能自发地模拟裂纹扩展和分叉,不需要借助任何外部准则,不需要预先设置裂纹扩展路径,因此它具有天然的优势.

英文摘要:

The peridynamic theory was first introduced,then 2 examples of high-speed crack propagating and branching phenomena were given and investigated. The effects of peridynamic parameters including the neighbourhood radius and the grid spacing,and such external parameters as the material elastic modulus,the material density and the temperature difference,on the crack propagating velocity and the crack branching angle were analyzed. It is found from the numerical results that the crack propagating velocity decreases and the crack branching angle increases with the neighbourhood radius; both the crack propagating velocity and the crack branching angle decrease with the grid spacing; the crack branching length in the material of a smaller elastic modulus and a larger density is longer; the crack propagating velocity increases with the elastic modulus difference; the crack propagating velocity increases as the materials' density difference decreases,and decreases with the temperature difference. Moreover,the crack propagating and branching process can be simulated with the peridynamic method spontaneously,without any outer criterion and preset crack propagating paths. Therefore,peridynamics has natural advantages in the simulation of high-speed crack propagating and branching phenomena.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8965