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Lemaitre等向硬化弹塑性损伤耦合本构模型积分算法及程序实现

发布时间:2018-06-30 17:04

  本文选题:Lemaitre弹塑性损伤耦合模型 + 弹塑性有限元 ; 参考:《工程力学》2015年02期


【摘要】:涉及复杂材料弹塑性损伤问题数值计算研究时,不仅需要选择恰当预测损伤和破坏的本构模型,还需要有效和稳健的本构积分算法。首先,阐述了在热力学和连续介质力学框架下建立弹塑性损伤本构模型的基本步骤;其次,基于Lemaitre等向硬化弹塑性损伤耦合本构模型、相应的本构积分算法-完全隐式返回映射算法(Fully Return Mapping Algorithm)和一致切线模量,采用C++语言在Visual 6.0环境下编制有限元本构求解程序,在塑性损伤修正步中求解返回映射方程时,选取一种简单的形式,只需迭代求解一个标量非线性方程,计算效率较高。最后,通过缺口圆棒数值算例初步验证了程序的正确性,并编制接口程序对计算结果进行可视化。研究结果表明积分算法的有效性及程序的正确性,Lemaitre等向硬化弹塑性损伤耦合本构模型能够较好地模拟韧性材料的破坏发展过程,可以求解类似的有限元边界值问题,为考虑损伤特性的韧性材料结构研究和设计奠定基础。
[Abstract]:In the numerical calculation of elastoplastic damage of complex materials, it is necessary not only to select a proper constitutive model to predict damage and failure, but also to use an effective and robust constitutive integral algorithm. Firstly, the basic steps of establishing the elastoplastic damage constitutive model under the framework of thermodynamics and continuum mechanics are described. Secondly, based on the Lemaitre isotropic hardening elastoplastic damage coupled constitutive model, The corresponding constitutive integral algorithm-Fully return Mapping Algorithm and uniform tangent modulus are used to compile the finite element constitutive solution program in Visual 6.0, and to solve the return mapping equation in the plastic damage correction step. A simple form is chosen to solve a scalar nonlinear equation iteratively and the computational efficiency is high. Finally, the correctness of the program is preliminarily verified by a numerical example of notched circular bar, and an interface program is developed to visualize the calculation results. The results show that the integral method is effective and the program is correct. The Lemaitre isotropic elastic-plastic damage coupled constitutive model can well simulate the failure development process of ductile materials, and can solve similar finite element boundary value problems. It lays a foundation for the structural research and design of ductile materials considering damage characteristics.
【作者单位】: 大连海事大学道路与桥梁工程研究所;
【基金】:国家自然科学基金项目(51079010) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2013YB03) 大连市交通科技项目(2011-10) 吉林省交通厅交通运输科技项目(2012-1-6)
【分类号】:TU502

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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2 王R壮,

本文编号:2086191


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