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【科学研究】我院计算力学理论与工程应用团队在计算力学领域顶级期刊CMAME上发表最新研究成果
发布时间:2021-11-18【告诉好友】 【关闭窗口】

近日,武汉理工大学理学院力学系计算力学理论与工程应用团队的研究成果“A modified rate-dependent peridynamic model with rotation effect for dynamic mechanical behavior of ceramic materials”发表在计算力学领域顶级期刊CMAMEComputer Methods in Applied Mechanics and Engineering2022年第1期上。CMAME期刊由美国科学院、美国工程院、美国艺术与科学院三院院士、计算力学国际权威专家、等几何分析发明人Thomas J.R. Hughes担任主编,致力于发表流体力学、材料力学、固体与结构力学等计算力学领域的前沿成果。

论文“A modified rate-dependent peridynamic model with rotation effect for dynamic mechanical behavior of ceramic materials”由博士生刘亚洵同学、刘立胜教授、梅海助理研究员、刘齐文副教授和赖欣副教授共同完成。这是该团队在近场动力学领域的最新成果。该研究得到了中国国家自然科学基金(119722671180221451932006)的大力支持。


本构模型作为描述陶瓷动态力学行为的数学表达式,在陶瓷材料的数值模拟中起着不可或缺的作用,已有的本构模型能够较好地描述陶瓷材料在冲击载荷下的动态力学行为,但在三维条件下,该本构模型预测的泊松比为0.25,且已知的大部分陶瓷都不为0.25,这一差异使得原有的本构模型无法被用于研究多种不同类陶瓷的动态力学行为。本研究在已有的本构模型基础上,运用切向键力的描述方法,考虑键对旋转的作用,使模型突破泊松比的限制,能够准确预测不同种类陶瓷材料(SiCB4C)的基本力学性能,包括泊松比。并且增加了新的损伤判断准则,即拉剪和压剪失效的综合损伤判断,完善率相关键基近场动力学本构模型。继而,采用改进的本构模型进行若干数值实验,包括正面冲击、侧面冲击以及单轴压缩实验,将模拟结果与经典有限元得到的结果以及实验结果进行对比,发现该优化模型能够准确地模拟不同种陶瓷材料的损伤行为,验证了该模型在描述多种陶瓷材料损伤行为的有效性。


(撰文:梅海 刘亚洵    编辑:梁海霞   审核:刘立胜)


      
      
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