高速运动裂纹扩展和分叉现象的近场动力学数值模拟

摘要 首先介绍了近场动力学的基本理论，然后以两个实例分析了高速运动裂纹的扩展及分叉现象.分析了近场动力学参数(邻域半径、相邻节点距)及外部参数(材料的弹性模量、密度、温度改变量)等对裂纹分叉的速度和角度的影响并进行了对比分析，数值结果表明：随着邻域半径的增大，裂纹传播速度逐渐减少而裂纹分叉角度逐渐增加；随着相邻节点间距的增加，裂纹的传播速度逐渐减少而裂纹分叉角度也逐渐减少；裂纹分叉长度偏向于弹性模量小和密度大的材料；裂纹传播速度随着弹性模量差值的增大而增大，随着密度差值的减小而增大，同时随着外界温度改变量的增大而减少.近场动力学能自发地模拟裂纹扩展和分叉，不需要借助任何外部准则，不需要预先设置裂纹扩展路径，因此它具有天然的优势