弹性体大变形中空洞生长与裂纹扩展问题的模拟分析任务书
2020-04-26 11:52:00
1. 毕业设计(论文)主要内容:
基于大变形超弹性理论,探索适合于描述橡胶类软材料内部空洞生长与裂纹扩展问题的数值模拟与分析手段。
通过考察含有球状空洞及其周边环状裂纹的弹性体在膨胀力作用下的变形响应,计算该过程的能量释放率,研究载荷大小、空洞体积与裂纹长度等因素对材料失稳模式的影响,揭示弹性体大变形中与空洞生长相伴随的裂纹扩展机制。
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
1. 查阅不少于15篇参考资料或文献,其中英文文献不少于3篇,完成开题报告。
2. 学习橡胶材料大变形基本理论,了解常用的几种超弹性本构模型表达式。
3. 针对拟研究的问题,建立同时含有空洞和裂纹的弹性体材料有限元模型,使用该模型模拟简单算例,通过与经典问题的解析解作对比,验证其有效性和可靠性。
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,确立基本的研究思路,完成开题报告。
第4-7周:学习相关的理论知识,推导文献资料上的重要公式,形成对橡胶超弹性特征的正确认识,熟悉必要的软件工具。
第8-11周:探索合理的建模策略,建立具有不同空洞体积与不同裂纹长度的弹性体有限元模型,并以此为基础,从数值研究的角度进行大变形模拟分析。
4. 主要参考文献
[1] kundu s, crosby aj. cavitation and fracture behavior of polyacrylamide hydrogels[j]. soft matter,2009, vol. 5, 3963-3968
[2] hutchens s b, fakhouris, crosby a j. elastic cavitation and fracture via injection[j]. soft matter,2016, vol. 12, 2557-2566
[3] 胡小玲, 刘秀, 李明, 罗文波. 炭黑填充橡胶超弹性本构模型的选取策略[j]. 工程力学, 2014, vol. 5, no. 5, 34-42