多維虛內(nèi)鍵模型理論與材料破壞模擬

定　價：￥40.00

作　者：	張振南、葛修潤
出版社：	科學(xué)出版社
叢編項：
標(biāo)　簽：	一般工業(yè)技術(shù)

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ISBN：	9787030215772	出版時間：	2008-01-01	包裝：	精裝
開本：	24	頁數(shù)：	190	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　多維虛內(nèi)鍵模型（VMIB）是在虛內(nèi)鍵理論（VIB）基礎(chǔ)上提出的，種多尺度力學(xué)模型。VIB理淪認(rèn)為固體材料在微觀上是由隨機分市的質(zhì)量微粒組成，微粒之間由一虛內(nèi)鍵聯(lián)結(jié)。并賦予特定的聯(lián)結(jié)法則。材料的宏觀本構(gòu)方程則由微粒之間的聯(lián)結(jié)法則直接導(dǎo)出。由于兼具了連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法和離散模型方法的特點，VIB理論在模擬材料斷裂行為方面有著很大的優(yōu)越性。與VIB不同的是，VMIB模型在原VIB微粒之間引入了切向效應(yīng)，用以約束微粒點對之間的相對轉(zhuǎn)動自由度。材料的宏觀本構(gòu)方程則由虛內(nèi)鍵剛度系數(shù)導(dǎo)出。由于考慮了微粒點對之間的切向效應(yīng)，VMIB模型能夠再現(xiàn)材料不同泊松比，并導(dǎo)出了宏觀材料常數(shù)與虛內(nèi)鍵剛度系數(shù)之間對應(yīng)關(guān)系。通過虛內(nèi)鍵剛度演化方程或分布密度演化方程直接將材料的斷裂準(zhǔn)則嵌入到了材料宏觀本構(gòu)方程中。材料宏觀力學(xué)性質(zhì)決定于微觀結(jié)構(gòu)力學(xué)屬性。通過建立不同的虛內(nèi)鍵演化方程使VMIB能夠在宏觀上再現(xiàn)不同材料的宏觀力學(xué)響應(yīng)，并將VMIB模型應(yīng)用于不同工程材料的斷裂及破壞行為的數(shù)值模擬。《多維虛內(nèi)鍵模型理論與材料破壞模擬》的讀者對象為從事材料多尺度數(shù)值計算模型及材科破壞過程數(shù)值模擬研究的科研人員。

作者簡介

　　張振南，1974年5月生，黑龍江省木蘭縣人。1997年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院士木工程系，獲學(xué)士學(xué)位；2002年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位；2005年7月畢業(yè)于上海交通大學(xué)固體力學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位。2005年7月至2007年6月于上海市應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)研究所進(jìn)行博士后研究工作，主要從事脆性材料多尺度力學(xué)模型及材料破壞數(shù)值模擬研究。2007年7月至今工作于上海大學(xué)土木工程系。主持國家自然科學(xué)基金等項目3項，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文20余篇，其中被SCI收錄8篇，EI收錄14篇。現(xiàn)任上海大學(xué)副研究員。

圖書目錄

Preface
序
前言
第1章緒論
1.1 材料破壞分析方法概述
1.2 連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法
1.2.1 連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)方法
1.2.2 斷裂力學(xué)方法
1.2.3 黏結(jié)面方法
1.2.4 嵌入不連續(xù)面方法
1.3 離散模型方法
1.3.1 格構(gòu)式模型
1.3.2 離散元法
1.4 三維組集式本構(gòu)模型
1.5 三維鏈網(wǎng)模型
1.6 擬連續(xù)介質(zhì)方法
1.7 虛內(nèi)鍵模型
1.8 小結(jié)
第2章虛內(nèi)鍵理論
2.1 引言
2.2 理論提出背景
2.3 虛內(nèi)鍵理論基本方法
2.3.1 一股理論
2.3.2 小變形情況
2.4 虛內(nèi)鍵理論的應(yīng)用
2.5 小結(jié)
第3章多維虛內(nèi)鍵模型
3.1 引言
3.2 模型理論基礎(chǔ)
3.2.1 超彈理論
3.2.2 柯西-玻恩規(guī)則
3.3 多維虛內(nèi)鍵模型的微觀組構(gòu)
3.4 多維虛內(nèi)鍵模型本構(gòu)關(guān)系
3.4.1 離散結(jié)構(gòu)與連續(xù)介質(zhì)微元的關(guān)系
3.4.2 質(zhì)量微粒自由度的確定
3.4.3 微粒點對應(yīng)變能
3.4.4 應(yīng)變能表達(dá)式張量性證明
3.4.5 四階彈性張量的推導(dǎo)
3.5 虛內(nèi)鍵剛度與宏觀材料常數(shù)的關(guān)系
3.6 對多維虛內(nèi)鍵模型的評論
3.7 小結(jié)
第4章有明顯線彈性變形材料的拉伸破壞
4.1 引言
4.2 拉伸變形的三階段特征
4.3 拉伸破壞的微觀機制
4.3.1 虛內(nèi)鍵密度演化規(guī)律
4.3.2 非線性本構(gòu)方程
4.3.3 本構(gòu)方程參數(shù)的確定
4.4 拉伸裂紋的數(shù)值模擬
4.4.1 裂紋生成及擴展機制

4.4.2 二維裂紋模擬方案的選取
4.4.3 問題的描述及計算
4.4.4 模擬結(jié)果討論
4.4.5 兩類平面問題模擬結(jié)果的對比
4.5 小結(jié)
第5章無明顯線彈性變形材料的拉伸破壞
5.1 引言
5.2 虛內(nèi)鍵密度演化模式
5.3 本構(gòu)模型
5.3.1 本構(gòu)關(guān)系
5.3.2 模型參數(shù)對全過程曲線的影響
5.4 試驗驗證
5.5 小結(jié)
第6章材料單軸受壓破壞模型
6.1 引言
6.2 虛內(nèi)鍵密度演化模式
6.3 模型參數(shù)對全過程曲線的影響
6.4 模型的試驗驗證
6.4.1 試驗一
6.4.2 試驗二
6.5 模型的另一種應(yīng)用
6.5.1 模擬算例
6.5.2 算例分析
6.6 小結(jié)
第7章圍壓條件下脆性材料的破壞
7.1 引言
7.2 圍壓條件下虛內(nèi)鍵演化機制
7.2.1 虛內(nèi)鍵演化方程
7.2.2 模型參數(shù)的作用
7.3 算例分析
7.4 小結(jié)
第8章平面直剪裂紋的數(shù)值模擬
8.1 引言
8.2 模擬方法
8.2.1 裂尖微元應(yīng)力狀態(tài)
8.2.2 虛內(nèi)鍵演化方程
8.3 模擬算例
8.4 小結(jié)
第9章多維虛內(nèi)鍵在非均質(zhì)材料破壞中的應(yīng)用
9.1 引言
9.2 宏觀非均質(zhì)材料數(shù)值模型
9.2.1 非均質(zhì)特性的引入方法
9.2.2 算例分析
9.3 微觀非均質(zhì)材料數(shù)值模型
9.3.1 虛內(nèi)鍵剛度控制方法
9.3.2 應(yīng)變強度控制方法
9.4 非均質(zhì)材料剪切裂紋的數(shù)值模擬
9.4.1 虛內(nèi)鍵演化方程
9.4.2 模擬算例
9.4.3 模擬結(jié)果與討論

9.5 小結(jié)
第10章多維虛內(nèi)鍵在巖體數(shù)值模擬中的應(yīng)用
10.1 引言
10.2 巖體的張量描述
10.3 損傷張量與虛內(nèi)鍵分布密度關(guān)系
10.3.1 不考慮裂紋閉合效應(yīng)
10.3.2 考慮裂紋閉合效應(yīng)
10.4 算例分析
10.5 小結(jié)
第11章隨機分布短纖維復(fù)合材料破壞分析
11.1 引言
11.2 基體材料建模
11.3 隨機分布纖維建模
11.3.1 纖維分布函數(shù)
11.3.2 分布函數(shù)映射關(guān)系
11.3.3 纖維表象剛度
11.3.4 映射關(guān)系
11.4 復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系
11.4.1 纖維貢獻(xiàn)
11.4.2 復(fù)合材料總體彈性張量
11.5 拉伸失效機制
11.6 纖維增強效應(yīng)分析
11.7模擬結(jié)果討論
11.8 小結(jié)
第12章多維虛內(nèi)鍵的另一種形式
12.1 引言
12.2 模型本構(gòu)關(guān)系
12.2.1 變剛度系數(shù)本構(gòu)關(guān)系的一般形式
12.2.2 線彈性材料的虛內(nèi)鍵剛度系數(shù)與材料常數(shù)關(guān)系
12.2.3 非線彈性材料本構(gòu)關(guān)系
12.2.4 模型參數(shù)對全過程曲線的影響
12.3 模型的數(shù)值驗證
12.4 算例分析
12.4.1 問題的描述
12.4.2 模擬結(jié)果分析與討論
12.5 小結(jié)
第13章多維虛內(nèi)鍵的有限元實現(xiàn)
13.1 引言
13.2 多維虛內(nèi)鍵有限元實現(xiàn)的基本思想
13.3 數(shù)值模擬
13.3.1 數(shù)值模擬方案的選取
13.3.2 迭代步驟
13.3.3 單剛矩陣的數(shù)值積分
13.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)