斷裂與損傷的模擬方法

定　價：￥99.00

作　者：	王濤、黃廣炎、葉璇、熊威
出版社：	清華大學出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787302652694	出版時間：	2024-03-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書詳細介紹了材料和結(jié)構(gòu)斷裂與損傷模擬的基本理論、數(shù)值算法、典型模型和分析，涉及裂紋顯式建模、裂紋尖端奇異性模擬、圍道積分計算、漸進損傷和失效模擬、內(nèi)聚力區(qū)模型、虛擬裂紋閉合技術(shù)、擴展有限單元法和相場法等; 包含豐富的斷裂和損傷仿真算例，方便讀者快速掌握相關(guān)的模擬方法，為科研人員提供了掌握復雜的斷裂損傷模擬技術(shù)的實用資料。本書可作為從事斷裂與損傷研究的科研工作者的參考書籍，也可作為高校有限元相關(guān)課程的輔助教材。

作者簡介

　　王濤，北京理工大學副研究員/博士生導師，北京市科協(xié)青年托舉人才，主要研究方向為計算固體力學、爆炸沖擊毀傷與防護。任武警某專家組專家、中國兵工學會防爆安檢專委會委員。黃廣炎，北京理工大學教授/博士生導師，機電學院副院長，爆炸科學與技術(shù)國家重點實驗室副主任，英國劍橋大學訪問學者，兼職武警部隊某專家組組長、中國兵工學會防爆安檢專委會副主任委員、公安部警務保障專家、軍委“防空反導”國防科技專業(yè)組專家等學術(shù)職務。研究方向為爆炸高效毀傷與安全防護，獲公安部科學技術(shù)一等獎（第1名）等，入選國家“萬人計劃”青年拔尖人才和中國力學學會爆炸力學優(yōu)秀青年學者，獲評首都精神文明建設(shè)獎和入選北京青年榜樣等。葉璇，清華大學助理研究員，中國科協(xié)青年托舉人才，入選中核集團青年英才計劃啟明星項目。主要研究方向為核反應堆工程。擔任《Science China， Physics Mechanics & Astronomy》等期刊青年編委和《Sensors》等期刊審稿人。熊威，清華大學副研究員，主要研究方向為核反應堆工程。目前已發(fā)表學術(shù)論文30余篇，主持國家自然科學基金等重要項目10余項。

圖書目錄

第1章斷裂力學的基本概念
1.1斷裂力學概述
1.2材料的斷裂機制
1.3線性彈性斷裂力學
1.3.1斷裂模式
1.3.2應力強度因子
1.3.3裂紋尖端的漸進解
1.3.4裂紋尖端的奇異性
1.3.5雙參數(shù)斷裂力學
1.3.6關(guān)于斷裂韌性的一些討論
1.3.7裂紋擴展的穩(wěn)定性
1.3.8小范圍屈服
1.3.9斷裂力學中的能量考慮
1.4非線性斷裂力學
1.4.1J積分
1.4.2裂紋尖端張開位移
1.4.3關(guān)于HRR場的一些討論
1.4.4裂紋尖端的J主導性
1.4.5過渡缺陷尺寸
1.5混合模式斷裂
1.6界面斷裂力學
第2章裂紋顯式建模和模擬
2.1裂紋建模技術(shù)概述
2.1.1裂紋顯式建模的兩種方式
2.1.2裂紋尖端附近的網(wǎng)格要求
2.1.3小應變分析中裂紋尖端的奇異性
2.2二維空間中的尖銳裂紋的建模方法
2.2.1二維板中的傾斜裂紋建模
2.2.2二階四邊形單元模擬裂紋尖端奇異性
2.2.3裂紋尖端網(wǎng)格的周向分辨率
2.2.4一階四邊形單元模擬裂紋尖端奇異性
2.3三維尖銳裂紋的建模方法
2.3.1三維空間裂紋的尖端奇異性建模
2.3.2半無限大空間中的錐形裂紋建模
2.4裂紋尖端的有限應變分析
2.4.1有限應變分析
2.4.2鈍口裂紋的幾何模擬
2.5裂紋的對稱性
2.6裂紋三維掃掠網(wǎng)格的局限性
第3章圍道積分及其計算
3.1圍道積分的計算概述
3.1.1J積分的域表示方法
3.1.2無限大空間中的硬幣形裂紋
3.1.3緊湊型拉伸試樣模擬
3.2圍道積分計算中的節(jié)點法向
3.2.1尖銳彎曲的裂紋
3.2.2鈍裂紋和缺口
3.3多個裂紋尖端的J積分
3.4殼體中的穿透性裂紋
3.4.1軸向載荷下的周向貫穿裂紋
3.4.2內(nèi)壓封閉式管道的周向貫穿裂紋
3.5混合模式斷裂
3.6材料不連續(xù)
3.7彈塑性材料的數(shù)值計算
第4章?lián)p傷與失效模擬
4.1漸進損傷和失效概述
4.2韌性金屬的損傷失效模擬
4.3韌性金屬的損傷起始準則
4.3.1延性損傷起始準則
4.3.2剪切損傷起始準則
4.3.3考慮損傷起始的鋁制圓管軸向壓縮
4.4損傷演化準則
4.4.1基于位移的損傷演化準則
4.4.2基于能量的損傷演化準則
4.4.3考慮損傷演化的鋁制圓管軸向壓縮
4.4.4鋁制圓管的扭轉(zhuǎn)撕裂模擬
4.5單元刪除法
4.5.1在完全退化之前移除失效的單元
4.5.2單元刪除相關(guān)的輸出變量
4.5.3金屬板的切削模擬
4.6纖維增強復合材料中的損傷
4.6.1纖維增強復合材料損傷模擬的關(guān)鍵步驟
4.6.2纖維增強復合材料損傷相關(guān)的輸出變量
4.6.3含有鈍缺口的纖維金屬層壓板的分析
第5章內(nèi)聚力區(qū)模型
5.1內(nèi)聚力區(qū)模型概述
5.1.1內(nèi)聚力單元
5.1.2內(nèi)聚力表面
5.2基于單元的內(nèi)聚力區(qū)模型
5.2.1內(nèi)聚力單元技術(shù)
5.2.2內(nèi)聚力單元的本構(gòu)模型
5.2.3內(nèi)聚力單元的黏性正則化
5.2.4內(nèi)聚力單元的建模技術(shù)
5.2.5對稱平面上的內(nèi)聚力單元
5.2.6批量嵌入內(nèi)聚力單元
5.2.7多重分層問題模擬
5.3基于表面的內(nèi)聚力區(qū)模型
5.3.1內(nèi)聚力表面模型的建立方法
5.3.2控制應用內(nèi)聚力行為的節(jié)點
5.3.3使用內(nèi)聚力表面模擬雙懸臂梁問題
5.4基于單元與表面的內(nèi)聚力行為的比較
第6章虛擬裂紋閉合技術(shù)
6.1虛擬裂紋閉合技術(shù)概述
6.2基于線性彈性力學理論的虛擬裂紋閉合技術(shù)
6.3虛擬裂紋閉合技術(shù)模擬雙懸臂梁問題
6.4虛擬裂紋閉合技術(shù)模擬壓縮屈曲/分層問題
6.5使用虛擬裂紋閉合技術(shù)的注意事項
6.6虛擬裂紋閉合技術(shù)與內(nèi)聚力行為的比較
第7章應力強度因子的計算方法
7.1有限寬中心直裂紋板及其閉合解
7.2應力外推法
7.3位移外推法
7.4等效積分區(qū)域法
7.5虛擬裂紋法
7.5.1全域虛擬裂紋擴展法
7.5.2局部虛擬裂紋擴展法
7.5.3虛擬裂紋閉合法
7.6相互作用積分法
7.7計算J積分和應力強度因子的插件
第8章擴展有限單元法
8.1擴展有限單元法的基本概念
8.1.1擴展有限元法的位移插值法
8.1.2虛擬節(jié)點法
8.1.3水平集方法
8.2擴展有限元法中損傷模型的建立
8.2.1損傷起始準則
8.2.2損傷演化準則
8.2.3損傷穩(wěn)定化條件
8.3創(chuàng)建擴展有限元法裂紋擴展模型
8.3.1依賴于分析步的擴充激活
8.3.2和擴展有限元法相關(guān)的輸出量和后處理
8.4幾個典型的擴展有限元法分析實例
8.4.1帶孔方板中裂紋的萌生和擴展
8.4.2混合模式加載下裂紋的擴展
8.4.3多簇水力裂縫同步擴展的模擬
8.5擴展有限元法模擬斷裂的技巧
8.6擴展有限元法的局限性
第9章斷裂相場法
9.1斷裂相場法的基本概念
9.2熱彈塑性相場法模型
9.2.1熱彈塑性損傷模型
9.2.2自由能及其分解
9.2.3控制方程
9.2.4相場演化的速率依賴形式
9.3斷裂參數(shù)標定
9.3.1單元測試
9.3.2純剪切試驗模擬及參數(shù)標定
9.4典型實例
9.4.1絕熱剪切帶向裂紋的轉(zhuǎn)化
9.4.2自組織絕熱剪切帶的演化
參考文獻