一种基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法技术

本发明专利技术提供一种基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，包括如下步骤：S1、建立弹脆性材料结构几何模型、设置边界条件，作为前处理输入文件；S2、基于有限单元法建立单元上的平衡方程；S3、求解平衡方程，计算弹脆性材料基体的损伤；S4、通过后处理平台显示计算结果。本方法可以在不提前设置裂纹路径和裂纹扩展方向的情况下，实现对弹脆性材料裂纹萌生、扩展和合并全过程的模拟，具有重要的工程价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及断裂力学中弹脆性材料的数值模拟领域，具体是一种基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法。

技术介绍

1、弹脆性材料作为日常生活和工程实际中普遍使用的一类材料。该类材料在变形后仍然具有恢复原状的能力。一般情况下，该类材料或构件在破坏之前，材料或构件的弹性变动比例、幅度或吸收的能量越大，其弹性越好。事实上，弹脆性材料在外部载荷的作用下，准脆性材料结构中将萌生和发展出众多微裂纹。随着结构承受载荷的增加，这些微裂纹在结构中的萌生、聚集和分岔以及宏观裂纹的形成导致准脆性材料结构呈现出非常复杂的裂纹形貌。因而如何准确预测弹脆性材料的裂纹扩展成为一个问题。

2、为了克服经典数值方法在处理裂纹扩展和结构断裂等不连续问题时的局限性，现有技术中公开了多种多样的裂纹处理方法，比如有扩展有限元法、单元侵蚀法和相场法等。这些裂纹处理方法尽管已被用于分析各种断裂问题，然而在获取连续裂纹路径时往往需要使用特殊的裂纹跟踪技术或单元网格处理策略。因此，当涉及到裂纹萌生、聚集和分岔等问题时求解过程就会变得复杂。

<b>技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

4.根据权利要求3所述的基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，其特征在于，步骤S21中，区域是由一系列物质点x组成的连续体，是以点x为圆心，半径为δ的球型区域，为点x的邻域，x的运动状态受到Hδ(x)中所有物质点x′的影响，Hδ(x)内点x与x′之间的相对...

【技术特征摘要】

1.一种基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，其特征在于，步骤s1具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，其特征在于，步骤s2具体包括：

4.根据权利要求3所述的基于键形近场动力学预测弹脆性材料裂纹扩展的方法，其特征在于，步骤s21中，区域是由一系列物质点x组成的连续体，是以点x为圆心，半径为δ的球型区域，为点x的邻域，x的运动状态受到hδ(x)中所有物质点x′的影响，hδ(x)内点x与x′之间的相对位置向量ξ＝x′-x，称为键，x与x′之间的相对位移矢量表示为η＝u(x′)-u(x)，其中u(x′...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙云厚，李锋，李九一，梁庆峰，闫强，马芃晟，徐华栋，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防工程研究院，
类型：发明
国别省市：