IMECH-IR  > 流固耦合系统力学重点实验室
基于连续非连续质点法的冰的脆性破坏模拟
周东
Thesis Advisor刘谋斌
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Subtype博士
Degree Discipline工程力学
Abstract本文在基于连续介质力学的离散元方法基础上,引入可分裂物质点和子域的 概念,结合有限元法、离散元法和无网格法的优势发展了连续非连续质点法,并 在拉格朗日系统下给出了严格的数学表述。该算法不仅可以描述材料的静态变形, 更能准确计算材料内部的波传播特性、裂缝的产生和发展过程、破裂面的接触摩 擦以及块体的碰撞运动,实现了连续-非连续统一表述。 提出了一类可描述脆性材料渐进破坏行为的损伤本构模型——应变强度分 布本构模型,并给出了几种不同表述形式。该模型引入应变强度分布的概念,刻 画材料的非均匀性,并以此直接建立起损伤变量与渐进破裂演化过程的联系。应 变强度分布本构模型通过内部细观破裂和微裂缝的相互作用直接得到材料的宏 观非线性、软化等力学行为,传统的脆断模型和理想弹塑性模型是该本构模型的 特例。 利用连续非连续质点法及应变强度分布损伤模型的核心概念,模拟了实验室 尺度下的冰的脆性破坏过程和规律,并进一步验证了数值算法和理论模型。通过 冰的单轴拉伸、压缩、三点弯曲梁和高速冲击模拟,研究了冰材料在破坏过程中 的裂纹发展规律、加载速率效应、试样尺寸效应等。提出四阶段破裂演化模型, 并从渐进破裂演化的角度对速率效应给予了机理解释。数值结果与文献中的实验 结果吻合,验证了数值分析的合理性及数值方法和理论模型的正确性、可靠性。 通过一个全尺度的冰与结构相互作用模拟,阐述了机理分析对实际工程的理论价 值。
Call Number31154
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/48937
Collection流固耦合系统力学重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
周东. 基于连续非连续质点法的冰的脆性破坏模拟[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.
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