基于改进的近场动力学微极模型的金属块损伤演化研究（英文）

摘要

为了研究金属材料的损伤演化过程,提出一种改进的近场动力学微极模型,通过在近场动力学微极模型中构建弹塑性本构关系,来模拟不同泊松比金属材料的弹塑性变形和损伤过程.首先,结合物质点键所受的拉力,通过增加键间物质点的相互作用弯矩,对物质点构成的微极梁进行坐标转换,得到近场动力学微极模型的数值计算形式.然后,通过差分算法计算物质点的位移得到应变值,并根据广义胡克定律得到应力值,使用米赛斯屈服准则来判定弹塑性变形状态,并采用不同的本构方程来模拟金属材料的弹塑性变形及损伤过程.最后,将近场动力学微极模型应用于含中心圆孔的金属板在不同速度边界条件下的损伤演化过程模拟,并通过实验验证模型的有效性.实验中,利用DIC方法来分析位移与应变分布.通过与DIC分析结果相比较,改进的近场动力学微极模型的误差比键基模型误差低7.2%.此外,通过加载不同速度边界条件,得到了金属块的加载速度与损伤演化的关系.