近年來(lái)發(fā)展的內(nèi)聚力模型（CZM）是模擬分析復(fù)合材料斷裂、分層、脫粘和宏、細(xì)觀損傷力學(xué)行為的重要工具,CZM的牽引——分離曲線可以描述復(fù)合材料內(nèi)裂紋從萌生、擴(kuò)展至斷裂失效的全過(guò)程。本文研究測(cè)量復(fù)合材料CZM參數(shù)的方法,是復(fù)合材料力學(xué)和斷裂力學(xué)的重要課題之一。本文根據(jù)等效區(qū)域積分原理,推導(dǎo)了J積分、M積分及其交互積分的數(shù)值算法公式,編寫(xiě)Python程序,實(shí)現(xiàn)了上述圍線積分的數(shù)值計(jì)算,用有限元模型驗(yàn)證了該方法和程序的準(zhǔn)確性。以該算法為基礎(chǔ),本文提出了一種改進(jìn)的直接測(cè)量法測(cè)取材料內(nèi)聚力定律,該方法不依賴(lài)于傳統(tǒng)方法中的梁理論計(jì)算公式,能夠?qū)υ嚰诩虞d過(guò)程中的斷裂韌性進(jìn)行直接計(jì)算。在斷裂力學(xué)的有限元數(shù)值模型中,用改進(jìn)的直接測(cè)量法測(cè)取了雙線性和指數(shù)型兩種內(nèi)聚力模型的牽引—分離曲線,并與數(shù)值解進(jìn)行了比較,其結(jié)果相吻合,驗(yàn)證了該方法的可靠性。本文將場(chǎng)投影法與數(shù)字圖像相關(guān)方法（DICM）結(jié)合,提出了兩種分別基于交互J積分和交互M積分的CZM參數(shù)的反解方法。用數(shù)字圖像相關(guān)方法測(cè)量全場(chǎng)位移構(gòu)成測(cè)量場(chǎng),再施加均布載荷依次代替離散后的內(nèi)聚力區(qū)牽引力,構(gòu)成N個(gè)相互獨(dú)立的數(shù)值輔助場(chǎng),利用測(cè)量場(chǎng)與輔助場(chǎng)的交互J積分或M... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

J積分定義Figure2-1DefinitionofJIntegral

第二章 J 積分、M 積分及其交互積分的數(shù)值算法,1 1( )ij j iAiqJ u dAx A 是積分區(qū)域，以外路徑 與內(nèi)路徑 為邊界（ 可以選取為裂紋表面則積分區(qū)域 A 為 內(nèi)部區(qū)域）。q 是關(guān)于 x,y 的權(quán)重函數(shù)，對(duì)在內(nèi)路徑 上有q x, y 1 ，在外路徑 上有q x, y 0 。在 與內(nèi)路徑 之間選取一個(gè)單元的寬度，由這兩條圍線所圍成的積條寬度為單元邊長(zhǎng)的帶狀區(qū)域，因此權(quán)重函數(shù) q 的圖像呈一個(gè)“如圖所示�，F(xiàn)已證明，函數(shù) q 的形式對(duì)于 J 積分的影響不大，它可上述條件的可微函數(shù)。

二章 J 積分、M 積分及其交互積分的數(shù)值算題，可將 (2-14)式具體表示為：11 11 12 1 1 1 121 221[ ] [ ] [ ][ ] [ ] [ ] 1 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 2[ ][ ] [ ]ij ij ij iju S u S v S S S S x x x q S S S S Sx u SS Sx 221 1 [ ] [ ][ ]v S v S S x x

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]利用內(nèi)聚力模型（CZM）模擬彈粘塑性多晶體的裂紋擴(kuò)展[J]. 吳艷青,張克實(shí).  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2006(04)
[4]完備型二次邊界輪廓法的研究及求解斷裂力學(xué)Jα、L、M積分[J]. 陳頌英,周慎杰,鄭雯,孫樹(shù)勛.  上海力學(xué). 1998(04)

碩士論文
[1]實(shí)驗(yàn)與數(shù)值混合法確定短纖維復(fù)合材料宏微觀內(nèi)聚力模型參數(shù)[D]. 張曉旭.天津大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3121010