復合材料非線性及漸進損傷模擬的態(tài)型近場動力學方法.pdf

1、纖維增強樹脂基復合材料因具有諸多優(yōu)越的性能而被廣泛應用于航空航天等諸多領域，對其力學性能的研究需求也隨之日益突出。已有的一些基于經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學理論的方法在對復合材料進行建模時，已具備了一定的準確性并被采納應用于解決工程實際問題。然而在分析不連續(xù)問題時傳統(tǒng)方法仍然面臨著困難和挑戰(zhàn)，以積分形式構建運動方程的近場動力學理論（Peridynamic Theory）為解決這方面的問題提供了可能。
　　本文的研究工作主要圍繞復合材料在態(tài)型近

2、場動力學（State-based Peridynamics）中的建模方法展開。針對態(tài)型近場動力學中的邊界效應（Surface effects）進行討論，并提出態(tài)型近場動力學中非局部應變的補償—修正法，以減輕邊界效應的影響。引入經(jīng)典單參量非線性本構，以確定復合材料態(tài)型近場動力學模型中力矢量狀態(tài)與變形矢量狀態(tài)之間的關系。在力矢量狀態(tài)表達式中引入一個含損傷參量的標量函數(shù)，以實現(xiàn)損傷在態(tài)型近場動力學中的描述。采用動力松弛法作為數(shù)值計算方法。

3、r>　　在Microsoft Visual Studio2010平臺下開發(fā)了適用于復合材料非線性及損傷分析的計算軟件。軟件主要包含前處理器和求解器，并采用OpenMP及CUDA技術實現(xiàn)多線程并行計算?？紤]到GPU并行計算在求解大規(guī)模計算問題上的廣泛應用，針對近場動力學模型的建模特點，研究了近場動力學模型的GPU并行算法。
　　對處于純拉伸、純剪切位移場作用下的各向同性材料的計算顯示，本文提出的補償—修正法能有效降低邊界處物質(zhì)點應變