基于近場動力學(xué)與有限元結(jié)合的復(fù)合材料層合板建模及沖擊響應(yīng)研究.pdf

1、在研究固體材料力學(xué)性能時，經(jīng)常面臨裂紋擴(kuò)展、損傷破壞等位移場不連續(xù)的問題，由于在位移場不連續(xù)處位移場的偏微分不存在，因此統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)理論在求解不連續(xù)問題時會遇到困難。2000年Siliing提出的近場動力學(xué)理論是基于非局部思想的數(shù)值計算理論，采用積分形式的運(yùn)動方程，避免了對位移場的求導(dǎo)，因此能夠有效的解決連續(xù)問題和不連續(xù)問題。然而近場動力學(xué)方法的計算效率遠(yuǎn)小于有限元方法，且有限元方法廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐中，因此需要尋找一種方法將有限元和近場

2、動力學(xué)理論結(jié)合起來，提高效率的同時發(fā)揮有限元方法和近場動力學(xué)理論的優(yōu)點(diǎn)。
　　本文首先簡要介紹了近場動力學(xué)理論在材料損傷、復(fù)合材料以及近場動力學(xué)理論與有限元結(jié)合方向的研究現(xiàn)狀，之后對近場動力學(xué)與有限元結(jié)合的理論基礎(chǔ)和數(shù)值方法進(jìn)行了簡要介紹。接著基于Ubuntu系統(tǒng)進(jìn)行了近場動力學(xué)計算平臺Peridigm的搭建。在Peridigm中進(jìn)行了中心帶孔平板準(zhǔn)靜態(tài)拉伸模擬和Kalthoff-Winkler實(shí)驗?zāi)M。表明了近場動力學(xué)方法在求解

3、不連續(xù)問題時的優(yōu)越性。
　　提出了一種將近場動力學(xué)與有限元結(jié)合的方法。針對各向同性板單軸拉伸算例，分別利用Peridigm近場動力學(xué)計算平臺、ANSYS14.0殼單元仿真以及近場動力學(xué)與有限元結(jié)合方法建模計算，驗證了場動力學(xué)與有限元結(jié)合方法在各向同性材料中應(yīng)用的有效性。同時針對Peridigm近場動力學(xué)計算對于網(wǎng)格密度依賴性，以及近場動力學(xué)與有限元結(jié)合方法的等效泊松比問題進(jìn)行了討論。
　　針對各向異性的復(fù)合材料層合板，引入基