復(fù)合材料非線性及漸進(jìn)損傷模擬的態(tài)型近場動(dòng)力學(xué)方法.pdf

1、纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料因具有諸多優(yōu)越的性能而被廣泛應(yīng)用于航空航天等諸多領(lǐng)域，對(duì)其力學(xué)性能的研究需求也隨之日益突出。已有的一些基于經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論的方法在對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行建模時(shí)，已具備了一定的準(zhǔn)確性并被采納應(yīng)用于解決工程實(shí)際問題。然而在分析不連續(xù)問題時(shí)傳統(tǒng)方法仍然面臨著困難和挑戰(zhàn)，以積分形式構(gòu)建運(yùn)動(dòng)方程的近場動(dòng)力學(xué)理論（Peridynamic Theory）為解決這方面的問題提供了可能。
　　本文的研究工作主要圍繞復(fù)合材料在態(tài)型近

2、場動(dòng)力學(xué)（State-based Peridynamics）中的建模方法展開。針對(duì)態(tài)型近場動(dòng)力學(xué)中的邊界效應(yīng)（Surface effects）進(jìn)行討論，并提出態(tài)型近場動(dòng)力學(xué)中非局部應(yīng)變的補(bǔ)償—修正法，以減輕邊界效應(yīng)的影響。引入經(jīng)典單參量非線性本構(gòu)，以確定復(fù)合材料態(tài)型近場動(dòng)力學(xué)模型中力矢量狀態(tài)與變形矢量狀態(tài)之間的關(guān)系。在力矢量狀態(tài)表達(dá)式中引入一個(gè)含損傷參量的標(biāo)量函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)損傷在態(tài)型近場動(dòng)力學(xué)中的描述。采用動(dòng)力松弛法作為數(shù)值計(jì)算方法。

3、r>　　在Microsoft Visual Studio2010平臺(tái)下開發(fā)了適用于復(fù)合材料非線性及損傷分析的計(jì)算軟件。軟件主要包含前處理器和求解器，并采用OpenMP及CUDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)多線程并行計(jì)算?？紤]到GPU并行計(jì)算在求解大規(guī)模計(jì)算問題上的廣泛應(yīng)用，針對(duì)近場動(dòng)力學(xué)模型的建模特點(diǎn)，研究了近場動(dòng)力學(xué)模型的GPU并行算法。
　　對(duì)處于純拉伸、純剪切位移場作用下的各向同性材料的計(jì)算顯示，本文提出的補(bǔ)償—修正法能有效降低邊界處物質(zhì)點(diǎn)應(yīng)變