用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法技术

本发明专利技术涉及一种用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其包括:S1、建立粘弹性材料的疲劳断裂相场仿真模型，识别载荷类型；S2、获取平均载荷下的应力应变响应；S3、求解对称疲劳载荷下的应力应变响应；S4、采用体偏分解获取粘弹性材料损伤演化的裂纹扩展的相场驱动力；S5、根据有限元离散方式，获得相场控制方程，更新衰减函数，完成粘弹性材料疲劳断裂相场的分析。本发明专利技术通过疲劳载荷分解和响应叠加以计算损伤驱动力和相场演化，解决传统模型需要逐个加载循环计算从而效率低下的问题；本方法同时考虑平均载荷及疲劳载荷幅值对于疲劳寿命的影响，适用于粘弹性材料疲劳下的精准断裂失效预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工程材料的断裂仿真，特别涉及一种用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法。

技术介绍

1、粘弹性材料，如聚合物粘接炸药(polymer bonded explosives,pbx)、固体推进剂、橡胶等，广泛应用于航空航天、军事装备中。与金属材料相比，粘弹性材料因其独特的时间依赖性而表现出更为复杂的疲劳断裂行为。研究表明，90％以上的工程结构失效可归因于疲劳损伤。因此，准确预测粘弹性构件的疲劳断裂过程对于关键工程结构的可靠性设计和评估至关重要。

2、在所有裂纹仿真方法中，断裂相场法(phase field methodto fracture，pfm)不需要追踪裂纹几何，所以易于计算分叉融合等复杂断裂行为的优点，其在近二十年得到了迅猛发展。在采用相场法进行疲劳计算时，目前主要集中于脆性及弹塑性材料的疲劳失效建模和仿真。由于实际工程结构常经历高周疲劳，因此在疲劳断裂计算中需要重点考虑计算精度和计算效率这两个方面。

3、在计算精度上，为了考虑疲劳效应，目前常采用两种方式来考虑疲劳效应。第一种方法是认为疲劳过程造成材料损伤，从而引本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其特征在于：步骤S1中的广义Maxwell粘弹性本构模型参数，具体包括：非平衡项数n，平衡项体积模量Keq、非平衡项体积模量mKne、平衡项剪切模量μeq、非平衡项剪切模量mμne、非平衡项体积松弛时间和剪切松弛时间

3.根据权利要求1所述的用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其特征在于：步骤S1中的疲劳载荷谱模型还能够通过位移载荷模式下的平均载荷ucr(t)和对称疲劳载荷幅值和来确定，为：

4.根据权利要求1所述的...

【技术特征摘要】

1.一种用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其特征在于：步骤s1中的广义maxwell粘弹性本构模型参数，具体包括：非平衡项数n，平衡项体积模量keq、非平衡项体积模量mkne、平衡项剪切模量μeq、非平衡项剪切模量mμne、非平衡项体积松弛时间和剪切松弛时间

3.根据权利要求1所述的用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其特征在于：步骤s1中的疲劳载荷谱模型还能够通过位移载荷模式下的平均载荷ucr(t)和对称疲劳载荷幅值和来确定，为：

4.根据权利要求1所述的用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其特征在于：步骤s2中所述广义maxwell粘弹性模型，具体为：

5.根据权利要求1所述的用于粘弹性材料疲劳断裂相场仿真分析方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁洪魏，关雪飞，唐维，何晶靖，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院研究生院，
类型：发明
国别省市：