近场动力学理论在钢筋混凝土结构破坏的研究

近场动力学理论(Peridynamic,PD)用键描述了材料内部的相互作用关系,可分析材料破坏过程中的裂纹扩展。针对由异种材料组成的复合材料-钢筋混凝土构建了其力学模型,提出了同种键和异种键,并修正了键的微模量常数、断裂准则等。通过对钢筋混凝土梁的四点弯曲试验进行数值求解,结果表明该力学模型是可行的。     

近场动力学理论在脆性材料波散射与裂纹扩展问题的数值模拟

近场动力学(Peridynamic,PD)理论是一个物质点具有通用积分运动方程的连续介质理论,其非局部思想能够很好的处理和解决传统连续介质力学在裂纹尖端解的奇异性问题,也弥补了有限元法(FEM)在断裂问题上网格重构的缺陷,在研究材料的断裂与损伤方面有着独特的优势。基于固体力学和断裂力学理论在应力波传播的研究基础上,通过对比传统波动理论和PD理论中P波的传递速度、传递半径及受载出现的波反射和绕射现象,提出近场力波的概念,从本质上分析了近场力波与应力波传递的区别。用PD理论对含预制缺陷的脆性材料(混凝土)动态断裂过程进行数值模拟,通过分析C15混凝土受冲击载荷断裂过程的能量释放速率得出近场力波的传递会对裂纹的萌生和扩展产生影响。