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基于近场动力学方法的脆性材料板冲击损伤分析开题报告

 2020-04-19 21:08:05  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 目的及意义

脆性材料动态力学性能研究,特别是损伤的动态力学性能研究在许多领域有重要的应用背景,所以在国民经济各领域特别是国防和高科技领域,有直接的应用价值。应用之一是陶瓷材料的脆性破坏研究。结构陶瓷具有强度高、比刚度好的特点,使得结构陶瓷不仅在现代工业发展中占据重要地位,也在国防建设和军事科学领域具有重要的应用价值和战略意义。在这一问题的研究对防弹陶瓷材料的设计和脆性材料动态力学实验设计具备指导意义。

脆性材料和结构的破坏是力学研究的经典难题,随着断裂力学、损伤力学等科学的发展和计算机软硬件水平的提高,研究者建立了不同的力学模型和数值方法,试图模拟固体材料和结构渐进破坏的过程,但是在微缺陷的演变、宏观裂缝的出现及扩展以及裂缝间的作用一直存在着模型的科学性以及计算精度和效率等方面的困难。使用基于有限元的技术来处理这类问题的主要困难在于经典连续体理论的数学公式,该理论假定物体在变形时保持连续。 然而,一旦断裂开始并在变形体内传播,物体保持连续的假设就被推翻了。 在数学上,经典理论使用空间偏微分方程来表达,而这些空间导数在不连续处是不确定的。 这给经典理论带来了固有的局限性,因为根据定义,控制方程中的空间导数由于存在裂纹而失去其意义。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究目标:

用近场动力学方法对脆性材料冲击下的破坏机理和侵彻过程的研究。建立合理的脆性材料动态本构关系及脆性材料冲击破坏模型,对脆性材料冲击破坏问题进行数值研究模拟及计算,从而为脆性材料动态力学实验设计提供指导,描述冲击作用下的动态断裂。

2.2基本内容:

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3. 研究计划与安排

1-3周,阅读近场动力学理论与脆性材料冲击破坏相关文献完成开题报告。

4-6周,学习近场动力学理论的基本知识和计算方法,由基于态的近场动力学理论推导得出经典弹塑性本构方程,在近场动力学框架下推倒出弹性连续介质力学本构方程。

7-9周,采用fortran语言,编写并实现近场动力学脆性材料模型。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] agwai et al. - 2011 - predicting crack propagation with peridynamics: a comparative study

[2] xin lai. lisheng liu. qiwen liu. dongfeng cao. zhen wang. and pengcheng zhai. slope stability analysis by peridynamic theory [j]. applied mechanics and materials vols. 744-746 (2015)

[3] youn doh ha. design sensitivity analysis of dynamic crack propagation using peridynamics[a]. the international union of theoretical and applied mechanics(iutam)、the chinese society of theoretical and applied mechanics(cstam).abstract book of 23rd international congress of theoretical and applied mechanics[c].the international union of theoretical and applied mechanics(iutam)、the chinese society of theoretical and applied mechanics(cstam):,2012:1.

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