近场动力学与有限元方法耦合求解复合材料损伤问题

近场动力学与有限元方法耦合求解复合材料损伤问题

论文摘要

本文提出了一种求解纤维增强复合材料破坏问题的近场动力学方法(peridynamics, PD)/有限单元法(finite element method, FEM)耦合方法.根据PD方法求解含裂纹等不连续问题以及FEM高效求解的优势,将模型划分为PD区域、FEM区域和耦合区域.其中包含裂纹的区域采用PD建模,其他区域采用FEM建模,两区域的结合部分为耦合区域.该耦合方法操作简单, PD粒子与FEM节点之间没有重叠区域. PD粒子与其域内所有粒子(包括PD粒子和FEM节点)以非局部方式连接, FEM节点与其周围的所有粒子以有限元方式相互作用.该耦合方案模拟的复合材料损伤状态与纯PD方法模拟结果相符,但该耦合方案可有效地提高计算效率.

论文目录

  • 1 引言
  • 2 耦合计算方案
  •   2.1 PD理论
  •   2.2 耦合方案
  • 3 数值算例
  •   3.1 纤维增强复合材料位移模拟
  •   3.2 纤维增强复合材料裂纹扩展分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘硕,方国东,付茂青,王兵,梁军

    关键词: 耦合,有限元,近场动力学,复合材料,损伤

    来源: 中国科学:技术科学 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 数学,力学,材料科学,工业通用技术及设备

    单位: 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室,北京理工大学先进结构技术研究院

    基金: 国家自然科学基金(批准号:11732002,11672089)资助项目

    分类号: TB115;O313;TB33

    页码: 1215-1222

    总页数: 8

    文件大小: 1171K

    下载量: 329

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