109 / 2021-04-06 10:38:58

基于相场损伤断裂理论的薄壁圆筒自组织剪切带模拟研究

相场断裂；绝热剪切带；薄壁圆筒

本文基于统一相场损伤断裂理论（Wu, 2017）建立了绝热剪切带的相场断裂模型，并用于薄壁圆筒（TWC）自组织剪切带模拟。基于相场断裂理论能量变分原理建模的途径，构建了具有一定物理机理的绝热剪切带模型。同时，通过合适的特征函数——能量释放函数和裂纹几何函数，该模型能够复现绝热剪切带典型的三阶段应力应变曲线特征。通过两类TWC自组织绝热剪切带实验结果：基于电磁加载较小样品实验（Lovinger, et al. 2011）和基于爆炸加载较大样品实验（Xue et al. 2004），模拟结果显示，该模型能准确复现实验结果。同时，相场模型能捕捉交叉、阻碍等TWC实验多剪切带的相互作用现象。相较于之前采用的网格依赖的局域损伤模型，相场损伤断裂模型通过弥散化的裂纹几何描述方法，使得模拟结果网格无关。因此，模拟结果是收敛的，同时能获得绝热剪切带宽度信息，本文均进行了相关讨论。