Peridynamic modeling of elastic plastic ductile fracture

近场动力学弹塑性韧性断裂分析

热烈祝贺张恒老师作为第一作者在《Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering》发表了题为“Peridynamic modeling of elastic plastic ductile fracture”的研究论文！

本文构建了基于近场动力学理论的弹塑性断裂分析模型。在近场动力学框架下，本文发展了基于键变形状态的屈服函数和塑性流动法则，提出了用于塑性变形状态更新和屈服函数求解的近场动力学数值求解框架。对于弹塑性断裂，本文利用近场动力学有限裂纹扩展模型求解了弹塑性裂纹的非线性能量释放率，并建立了基于能量耗散率的弹塑性键失效准则。基于提出模型，分析了带有中心圆孔和中心裂纹板的塑性变形场，并与理论和有限元进行比较；预测了紧凑拉伸试验中的弹塑性断裂问题，验证了模型的准确性和适用性。结果表明，近场动力学模型能够有效地分析弹塑性变形和韧性断裂特征，包括塑性区域的形状尺寸、应变能密度、非线性能量释放速率、荷载位移曲线等。

图:具有中心裂纹板的 Mises等效应力和等效塑性应变分布：

(a)-(c)有限元结果，(b)-(d)本文模型结果; (a)-(b) Mises等效应力分布，(c)-(d)等效塑性应变分布。

图: 紧凑拉伸试验中裂纹尖端等效塑性应变和塑性耗散能分布：

(a)-(c)等效塑性应变分布；(d)-(f)塑性耗散能分布。

配图：张恒  

审核：姚学昊