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船舶力学2025年第07期:双轴动载下船用脆性材料破坏的态基近场动力学模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李双;吕海宁;黄小华;苏强;秦睿;毛竞航;

单位:上海交通大学海洋工程国家重点实验室;上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院;广西大学防灾与结构安全教育部重点实验室;中国船舶及海洋工程设计研究院;

摘要:船用脆性材料在动载作用下的破坏分析一直是学术和工程领域关注的重点。在态基近场动力学(peridynamic,PD)基础上,引入一项四次多项式影响函数来反映非局部PD长程力衰减,并给出了基于能量的破坏准则,建立了船用脆性材料破坏的态基PD模型。通过一系列动载作用下破坏算例的模拟以及与试验结果的对比,验证了该模型的准确性,研究了双轴荷载比、材料泊松比、中心预制裂纹长度和裂纹角度等对脆性固体破坏的影响。结果表明:在一定条件下,双轴荷载比或预制裂纹角度的改变会影响裂纹扩展方向,荷载比或材料泊松比则会影响主裂纹而产生裂纹分叉。而且,荷载比或泊松比的增大提高了试件抗动载能力,但预制裂纹长度或角度的增加,会使脆性构件抗动载能力降低。

关键词:动力破坏;;态基近场动力学;;脆性材料;;断裂;;裂纹扩展

基金资助:海南省科技计划三亚崖州湾科技城联合项目(2021JJLH0020);; 国家自然科学基金资助项目(51979159)