基于近场动力学理论的波传递与裂纹扩展研究
发布时间：2021-05-21 12:54
波的传递与裂纹扩展之间存在着相互作用的关系,应力波理论与断裂力学理论在研究波的传递与裂纹扩展之间关系的研究中发挥着重要的作用。混凝土材料作为一种抗压不抗拉的脆性材料,波的传递会对其断裂破坏和裂纹扩展产生明显的影响,混凝土材料又作为一种基础设施建设的基础材料,在工程领域中被大量的使用,其力学性能和材料结构的可靠性对国家财产和人的生命安全起着至关重要的作用,是本文重点研究的对象。近场动力学理论（Peridynamics,PD）是21世纪初最新提出的用于研究材料断裂和裂纹扩展的理论体系,在固体力学和断裂力学领域引起了许多学者的关注和研究,该理论体系摒弃了先前以连续性假设为基础的偏微分形式的力学理论,搭建了积分形式的物质点运动方程,这使得它在断裂问题研究上具有更加明显的优势,特别是在计算断裂力学上,规避了传统有限元对于断裂分析的网格重构、解的奇异性等问题。本文采用键型近场动力学理论来分析波的传递与裂纹扩展之间的关系,研究的主要内容和取得的研究成果如下:（1）在理论研究方面:本文在键型近场动力学理论的基础上,首先介绍了PMB材料本构函数的构建过程及特点;之后,在PMB材料本构函数的理论基础上,结...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 近场动力学国内外研究现状
1.2.1 键型近场动力学
1.2.1.1 国外研究现状概述
1.2.1.2 国内研究现状概述
1.2.2 态型近场动力学
1.2.2.1 国外研究现状概述
1.2.2.2 国内研究现状概述
1.3 冲击断裂波动特性研究现状
1.3.1 应力波传播与断裂分析
1.3.2 近场动力学波传播与断裂分析
1.4 本文的研究内容和技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 混凝土材料在Bond-based Peridynamics中冲击断裂的理论研究
2.1 键型近场动力学理论简介
2.2 近场动力学本构函数的构建
2.2.1 传统PMB材料的本构函数介绍
2.2.2 混凝土材料的本构力函数构建
2.2.2.1 基本形式
2.2.2.2 断裂准则
2.2.2.3 变形能密度
2.2.2.4 改进微模量常数
2.2.2.5 损伤释放能密度和能量释放速率
2.3 本章小结
第3章 冲击断裂与波动分析的数值方法与软件开发
3.1 CCI立方体晶格数值方法
3.2 近场动力学冲击断裂仿真软件开发
3.2.1 软件的开发环境
3.2.2 软件的架构
3.3 近场动力学冲击断裂仿真软件的应用实例
3.3.1 静载作用下的断裂仿真实例
3.3.2 冲击加载下的断裂仿真实例
3.4 本章小结
第4章 近场动力学理论下的波动特性与断裂分析
4.1 近场力波存在性验证
4.1.1 近场力波与传统应力波的区别
4.1.2 冲击载荷的分步加载
4.1.3 含预制缺陷的混凝土板的波动特性分析实例
4.2 近场力波在混凝土层裂问题上的研究
4.2.1 层裂的介绍及研究现状
4.2.2 混凝土杆的冲击层裂分析实例
4.2.2.1 模型及材料参数
4.2.2.2 脉冲形式对层裂的影响
4.2.2.3 脉冲作用时间对层裂的影响
4.2.2.4 模型尺寸对层裂的影响
4.2.2.5 结论
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 创新点
5.3 展望
致谢
参考文献
附录A 在学位期间发表的论文与研究成果
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
攻读硕士学位期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩水力压裂过程的态型近场动力学模拟研究[J]. 张钰彬,黄丹. 岩土力学. 2019(07)
[2]非常规态型近场动力学热黏塑性模型及其应用[J]. 王涵,黄丹,徐业鹏,刘一鸣. 力学学报. 2018(04)
[3]基于近场动力学非普通状态理论的高聚物粘结炸药损伤破坏模拟研究[J]. 李潘,郝志明,刘永平,甄文强. 兵工学报. 2018(05)
[4]多次应力波作用下P-CCNBD岩样动态断裂的能量耗散特性研究[J]. 鲁义强,张盛,高明忠,尹贤刚,李圣伟,李聪,何志强. 岩石力学与工程学报. 2018(05)
[5]一种近场动力学非普通状态理论零能模式控制方法[J]. 李潘,郝志明,甄文强. 力学学报. 2018(02)
[6]正入射爆炸应力波与运动裂纹作用的动态光弹性实验研究[J]. 杨仁树,陈程,岳中文,王煦,许鹏,丁晨曦. 煤炭学报. 2018(01)
[7]基于近场动力学理论的准脆性材料的本构力函数的构建[J]. 石宏顺,钱松荣,原群盛,徐婷,张国浩. 计算力学学报. 2017(04)
[8]近场动力学与有限单元法的混合模型与隐式求解格式[J]. 郁杨天,章青,顾鑫. 浙江大学学报(工学版). 2017(07)
[9]近场动力学中内核参数对非均匀材料热传导数值解的影响研究[J]. 王飞,马玉娥,郭妍宁. 西北工业大学学报. 2017(02)
[10]应力波数值计算中的SPH方法[J]. 孙晓旺,章杰,王肖钧,李永池,赵凯. 爆炸与冲击. 2017(01)
博士论文
[1]近场动力学理论及其在岩石类材料变形破坏过程的数值模拟[D]. 谷新保.重庆大学 2015
硕士论文
[1]基于近场动力学与有限元结合的复合材料层合板建模及冲击响应研究[D]. 曹学强.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于近场动力学的层裂问题初步研究[D]. 薛丹.武汉理工大学 2016
[3]一类近场动力学问题的并行算法[D]. 马焕焕.山东大学 2015
[4]应力波作用下脆性材料破坏过程数值模拟[D]. 白象元.大连理工大学 2015
[5]基于Peridynamic理论在材料可靠性数值方法的研究[D]. 樊淋.贵州大学 2015
[6]基于近场动力学的FRP层压板建模与分析[D]. 胡祎乐.上海交通大学 2013
本文编号：3199741
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 近场动力学国内外研究现状
1.2.1 键型近场动力学
1.2.1.1 国外研究现状概述
1.2.1.2 国内研究现状概述
1.2.2 态型近场动力学
1.2.2.1 国外研究现状概述
1.2.2.2 国内研究现状概述
1.3 冲击断裂波动特性研究现状
1.3.1 应力波传播与断裂分析
1.3.2 近场动力学波传播与断裂分析
1.4 本文的研究内容和技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 混凝土材料在Bond-based Peridynamics中冲击断裂的理论研究
2.1 键型近场动力学理论简介
2.2 近场动力学本构函数的构建
2.2.1 传统PMB材料的本构函数介绍
2.2.2 混凝土材料的本构力函数构建
2.2.2.1 基本形式
2.2.2.2 断裂准则
2.2.2.3 变形能密度
2.2.2.4 改进微模量常数
2.2.2.5 损伤释放能密度和能量释放速率
2.3 本章小结
第3章 冲击断裂与波动分析的数值方法与软件开发
3.1 CCI立方体晶格数值方法
3.2 近场动力学冲击断裂仿真软件开发
3.2.1 软件的开发环境
3.2.2 软件的架构
3.3 近场动力学冲击断裂仿真软件的应用实例
3.3.1 静载作用下的断裂仿真实例
3.3.2 冲击加载下的断裂仿真实例
3.4 本章小结
第4章 近场动力学理论下的波动特性与断裂分析
4.1 近场力波存在性验证
4.1.1 近场力波与传统应力波的区别
4.1.2 冲击载荷的分步加载
4.1.3 含预制缺陷的混凝土板的波动特性分析实例
4.2 近场力波在混凝土层裂问题上的研究
4.2.1 层裂的介绍及研究现状
4.2.2 混凝土杆的冲击层裂分析实例
4.2.2.1 模型及材料参数
4.2.2.2 脉冲形式对层裂的影响
4.2.2.3 脉冲作用时间对层裂的影响
4.2.2.4 模型尺寸对层裂的影响
4.2.2.5 结论
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 创新点
5.3 展望
致谢
参考文献
附录A 在学位期间发表的论文与研究成果
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
攻读硕士学位期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩水力压裂过程的态型近场动力学模拟研究[J]. 张钰彬,黄丹. 岩土力学. 2019(07)
[2]非常规态型近场动力学热黏塑性模型及其应用[J]. 王涵,黄丹,徐业鹏,刘一鸣. 力学学报. 2018(04)
[3]基于近场动力学非普通状态理论的高聚物粘结炸药损伤破坏模拟研究[J]. 李潘,郝志明,刘永平,甄文强. 兵工学报. 2018(05)
[4]多次应力波作用下P-CCNBD岩样动态断裂的能量耗散特性研究[J]. 鲁义强,张盛,高明忠,尹贤刚,李圣伟,李聪,何志强. 岩石力学与工程学报. 2018(05)
[5]一种近场动力学非普通状态理论零能模式控制方法[J]. 李潘,郝志明,甄文强. 力学学报. 2018(02)
[6]正入射爆炸应力波与运动裂纹作用的动态光弹性实验研究[J]. 杨仁树,陈程,岳中文,王煦,许鹏,丁晨曦. 煤炭学报. 2018(01)
[7]基于近场动力学理论的准脆性材料的本构力函数的构建[J]. 石宏顺,钱松荣,原群盛,徐婷,张国浩. 计算力学学报. 2017(04)
[8]近场动力学与有限单元法的混合模型与隐式求解格式[J]. 郁杨天,章青,顾鑫. 浙江大学学报(工学版). 2017(07)
[9]近场动力学中内核参数对非均匀材料热传导数值解的影响研究[J]. 王飞,马玉娥,郭妍宁. 西北工业大学学报. 2017(02)
[10]应力波数值计算中的SPH方法[J]. 孙晓旺,章杰,王肖钧,李永池,赵凯. 爆炸与冲击. 2017(01)
博士论文
[1]近场动力学理论及其在岩石类材料变形破坏过程的数值模拟[D]. 谷新保.重庆大学 2015
硕士论文
[1]基于近场动力学与有限元结合的复合材料层合板建模及冲击响应研究[D]. 曹学强.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于近场动力学的层裂问题初步研究[D]. 薛丹.武汉理工大学 2016
[3]一类近场动力学问题的并行算法[D]. 马焕焕.山东大学 2015
[4]应力波作用下脆性材料破坏过程数值模拟[D]. 白象元.大连理工大学 2015
[5]基于Peridynamic理论在材料可靠性数值方法的研究[D]. 樊淋.贵州大学 2015
[6]基于近场动力学的FRP层压板建模与分析[D]. 胡祎乐.上海交通大学 2013
本文编号：3199741
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3199741.html
