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斷裂與損傷的模擬方法

  • 作者：編者:王濤//黃廣炎//葉璇//熊威|責編:戚亞
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302652694
  • 出版日期：2024/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：182
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    本書詳細介紹了材料和結構斷裂與損傷模擬的基術理論、數值演算法、典型模型和分析，涉及裂紋顯式建模、裂紋尖端奇異性模擬、道積分計算、漸進損傷和失效模擬、內聚力區模型、虛擬裂紋閉合技術、擴展有限單元法和相場法等；包含豐富的斷裂和損傷模擬算例，方便讀者快速掌握相關的模擬方法，為科研人員提供了掌握複雜的斷裂損傷模擬技術的實用資料。
    本書可作為從事斷裂與損傷研究的科研工作者的參考書籍，也可作為高校有限元相關課程的輔助教材。
作者介紹
編者:王濤//黃廣炎//葉璇//熊威|責編:戚亞
目錄
第1章  斷裂力學的基本概念
  1.1  斷裂力學概述
  1.2  材料的斷裂機制
  1.3  線性彈性斷裂力學
    1.3.1  斷裂模式
    1.3.2  應力強度因子
    1.3.3  裂紋尖端的漸進解
    1.3.4  裂紋尖端的奇異性
    1.3.5  雙參數斷裂力學
    1.3.6  關於斷裂韌性的一些討論
    1.3.7  裂紋擴展的穩定性
    1.3.8  小範圍屈服
    1.3.9  斷裂力學中的能量考慮
  1.4  非線性斷裂力學
    1.4.1  J積分
    1.4.2  裂紋尖端張開位移
    1.4.3  關於HRR場的一些討論
    1.4.4  裂紋尖端的J主導性
    1.4.5  過渡缺陷尺寸
  1.5  混合模式斷裂
  1.6  界面斷裂力學
第2章  裂紋顯式建模和模擬
  2.1  裂紋建模技術概述
    2.1.1  裂紋顯式建模的兩種方式
    2.1.2  裂紋尖端附近的網格要求
    2.1.3  小應變分析中裂紋尖端的奇異性
  2.2  二維空間中的尖銳裂紋的建模方法
    2.2.1  二維板中的傾斜裂紋建模
    2.2.2  二階四邊形單元模擬裂紋尖端奇異性
    2.2.3  裂紋尖端網格的周向解析度
    2.2.4  一階四邊形單元模擬裂紋尖端奇異性
  2.3  三維尖銳裂紋的建模方法
    2.3.1  三維空間裂紋的尖端奇異性建模
    2.3.2  半無限大空間中的錐形裂紋建模
  2.4  裂紋尖端的有限應變分析
    2.4.1  有限應變分析
    2.4.2  鈍口裂紋的幾何模擬
  2.5  裂紋的對稱性
  2.6  裂紋三維掃掠網格的局限性
第3章  圍道積分及其計算
  3.1  圍道積分的計算概述
    3.1.1  J積分的域表示方法
    3.1.2  無限大空間中的硬幣形裂紋
    3.1.3  緊湊型拉伸試樣模擬
  3.2  圍道積分計算中的節點法向
    3.2.1  尖銳彎曲的裂紋
    3.2.2  鈍裂紋和缺口
  3.3  多個裂紋尖端的J積分
  3.4  殼體中的穿透性裂紋
    3.4.1  軸向載荷下的周向貫穿裂紋

    3.4.2  內壓封閉式管道的周向貫穿裂紋
  3.5  混合模式斷裂
  3.6  材料不連續
  3.7  彈塑性材料的數值計算
第4章  損傷與失效模擬
  4.1  漸進損傷和失效概述
  4.2  韌性金屬的損傷失效模擬
  4.3  韌性金屬的損傷起始準則
    4.3.1  延性損傷起始準則
    4.3.2  剪切損傷起始準則
    4.3.3  考慮損傷起始的鋁製圓管軸向壓縮
  4.4  損傷演化準則
    4.4.1  基於位移的損傷演化準則
    4.4.2  基於能量的損傷演化準則
    4.4.3  考慮損傷演化的鋁製圓管軸向壓縮
    4.4.4  鋁製圓管的扭轉撕裂模擬
  4.5  單元刪除法
    4.5.1  在完全退化之前移除失效的單元
    4.5.2  單元刪除相關的輸出變數
    4.5.3  金屬板的切削模擬
  4.6  纖維增強複合材料中的損傷
    4.6.1  纖維增強複合材料損傷模擬的關鍵步驟
    4.6.2  纖維增強複合材料損傷相關的輸出變數
    4.6.3  含有鈍缺口的纖維金屬層壓板的分析
第5章  內聚力區模型
  5.1  內聚力區模型概述
    5.1.1  內聚力單元
    5.1.2  內聚力表面
  5.2  基於單元的內聚力區模型
    5.2.1  內聚力單元技術
    5.2.2  內聚力單元的本構模型
    5.2.3  內聚力單元的黏性正則化
    5.2.4  內聚力單元的建模技術
    5.2.5  對稱平面上的內聚力單元
    5.2.6  批量嵌入內聚力單元
    5.2.7  多重分層問題模擬
  5.3  基於表面的內聚力區模型
    5.3.1  內聚力表面模型的建立方法
    5.3.2  控制應用內聚力行為的節點
    5.3.3  使用內聚力表面模擬雙懸臂樑問題
  5.4  基於單元與表面的內聚力行為的比較
第6章  虛擬裂紋閉合技術
  6.1  虛擬裂紋閉合技術概述
  6.2  基於線性彈性力學理論的虛擬裂紋閉合技術
  6.3  虛擬裂紋閉合技術模擬雙懸臀梁問題
  6.4  根擬裂紋閉合技術模擬壓縮屆曲/分層問題
  6.5  使用虛擬裂紋閉合技術的注意事項
  6.6  虛擬裂紋閉合技術與內聚力行為的比較
第7章  應力強度因子的計算方法
  7.1  有限寬中心直裂紋板及其閉合解

  7.2  應力外推法
  7.3  位移外推法
  7.4  等效積分區域法
  7.5  虛擬裂紋法
    7.5.1  全域虛擬裂紋擴展法
    7.5.2  局部虛擬裂紋擴展法
    7.5.3  虛擬裂紋閉合法
  7.6  相互作用積分法
  7.7  計算J積分和應力強度因子的插件
第8章  擴展有限單元法
  8.1  擴展有限單元法的基本概念
    8.1.1  擴展有限元法的位移插值法
    8.1.2  虛擬節點法
    8.1.3  水平集方法
  8.2  擴展有限元法中損傷模型的建立
    8.2.1  損傷起始準則
    8.2.2  損傷演化準則
    8.2.3  損傷穩定化條件
  8.3  創建擴展有限元法裂紋擴展模型
    8.3.1  依賴於分析步的擴充激活
    8.3.2  和擴展有限元法相關的輸出量和后處理
  8.4  幾個典型的擴展有限元法分析實例
    8.4.1  帶孔方板中裂紋的萌生和擴展
    8.4.2  混合模式載入下裂紋的擴展
    8.4.3  多簇水力裂縫同步擴展的模擬
  8.5  擴展有限元法模擬斷裂的技巧
  8.6  擴展有限元法的局限性
第9章  斷裂相場法
  9.1  斷裂相場法的基本概念
  9.2  熱彈塑性相場法模型
    9.2.1  熱彈塑性損傷模型
    9.2.2  自由能及其分解
    9.2.3  控制方程
    9.2.4  相場演化的速率依賴形式
  9.3  斷裂參數標定
    9.3.1  單元測試
    9.3.2  純剪切試驗模擬及參數標定
  9.4  典型實例
    9.4.1  絕熱剪切帶向裂紋的轉化
    9.4.2  自組織絕熱剪切帶的演化
參考文獻

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