构元组集损伤断裂模型及其与内聚区模型的比较

作者：刘芳; 付强; 陈岑; 梁乃刚

来源：固体力学学报, 2013, (03): 241-246.

DOI：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2013.03.002

• 弹性损伤本构关系
• 裂纹扩展
• ABAQUS/UMAT
• 构元组集模型
• 内聚区模型 elasto-damage constitutive relation
• crack propagation
• component assembling model
• cohesive zone model

结构的响应实质上是材料的响应,宏观结构损伤至断裂的发展过程也是材料性质不断演化的结果.构元组集模型从材料的微观物理变形机制出发,基于对泛函势理论和Cauchy-Born准则,抽象出两种构元:弹簧束构元和体积构元.在微观层次上,结构损伤和断裂的实质都是原子间键合力减弱和丧失的结果,而弹簧束构元是同一方向上的原子键的抽象,因此损伤可以通过弹簧束构元的响应曲线来反映.组集两种构元的响应,建立了材料的弹性损伤本构关系,从而能一致描述材料从弹性到损伤、破坏的发展过程.将构元组集模型的本构关系嵌入ABAQUS的用户材料单元子程序UMAT,实现对结构响应的数值模拟.论文模拟了包含中心预制裂纹三点弯曲梁的裂纹...

• 单位
  武汉理工大学; 中国科学院力学研究所; 非线性力学国家重点实验室