键基近场动力学理论及其应用研究

发布时间：2023-05-03 14:52

　　近场动力学理论(Peridynamics PD)是近年来发展迅速的新型力学理论,该理论基于非局部作用思想,用物质点状态量的积分形式来描述物质的力学行为,进一步发展了描述力学行为的方法;避免了传统力学理论中面临不连续问题时微分方程无意义的缺点,近年来许多学者对该理论的研究使该理论成功应用于不连续多尺度的问题中,该理论在结构损伤模拟领域受到越来越多的关注。近场动力学理论中把物质点间的相互作用关系表示为与时间相关的状态量,在特殊的情况下模型变为键基近场动力学模型;在键基近场动力学理论中物质点对间的相互作用关系变为作用力大小相等方向相反且作用在同一直线上。近场动力学理论方法在处理不连续问题时具有优越性;对复合材料复杂破坏模式具有较好的分析结果。复合材料可设计性强力学性能优点突出,在航空领域、船舶制造等高新技术领域得到广泛应用,然而其各向异性和复杂的破坏模式是复合材料研究与应用的难点。在近场动力学理论中经典的复合材料理论模型假设是在单层板面内只有基体键和纤维键,且只有沿纤维方向的作用键是纤维键,其他方向上的作用键全是基体键;同时对复合材料层板层间作用引入法向键和剪切键来表示层间的分层和滑动的破坏...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 近场动力学理论发展应用及研究现状
        1.2.1 近场动力学的发展及应用
        1.2.2 近场动力学的研究现状
        1.2.3 近场动力学在复合材料领域的研究应用
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 近场动力学基本理论
    2.1 引言
    2.2 近场动力学基本理论体系
        2.2.1 基本模型原理及构建
        2.2.2 损伤定义
        2.2.3 近场动力学的边界条件
    2.3 数值方法
        2.3.1 区域离散及体积修正
        2.3.2 求解稳定性
        2.3.3 数值程序流程图
    2.4 复合材料的经典PD模型
    2.5 本章小结
第三章 复合材料近场动力学建模
    3.1 引言
    3.2 复合材料单层板模型
        3.2.1 模型概述
        3.2.2 键函数推导
        3.2.3 模型修正
        3.2.4 程序验证
    3.3 复合材料层合板模型
        3.3.1 层间作用的定义与键常数的推导
        3.3.2 模型修正
        3.3.3 损伤定义
    3.4 本章小结
第四章 复合材料层板近场动力学模拟分析
    4.1 引言
    4.2 复合材料单向板裂纹扩展模拟
        4.2.1 含初始中心裂纹的单向板
        4.2.2 含初始中心孔缺陷的单向板
    4.3 复合材料层合板渐进损伤模拟
        4.3.1 含初始中心裂纹的层合板
        4.3.2 含初始中心孔缺陷的层合板
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 论文创新点
    5.3 研究展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢



本文编号：3806916