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基于微孔洞细观损伤模型的金属剪切失效分析  
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【英文篇名】 Modeling of metallic shear failure by void-based meso-damage model
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【作者】 姜薇; 李亚智; 刘敬喜; 菊池正纪;
【英文作者】 Jiang Wei; Li Yazhi; Liu Jingxi; Kikuchi Masanori; School of Aeronautics; Northwestern Polytechnical University; School of Naval Architecture and Ocean Engineering; Huazhong University of Science and Technology; Tokyo University of Science;
【作者单位】 西北工业大学航空学院; 华中科技大学船舶与海洋工程学院; 东京理科大学机械工程学部;
【文献出处】 华中科技大学学报(自然科学版) , Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition), 编辑部邮箱 2015年 01期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 韧性断裂; 剪切失效; 细观损伤模型; 微孔洞; 修正的GTN模型;
【英文关键词】 ductile fracture; shear failure; meso-damage model; void; modified GTN model;
【摘要】 针对GTN模型不能模拟剪切破坏这一缺陷,基于Nahshon和Hutchinson的修正,在隐式有限元过程中开发了同时适用于拉伸和剪切断裂模式的细观损伤材料本构.首先,推导了适用于修正后损伤本构的全隐式数值积分公式和一致性切线模量,给出了UMAT子程序的计算流程;然后,采用一个单元分别施加拉伸和剪切边界条件,验证了细观损伤材料本构的有效性;最后,分析了薄壁结构在扭转载荷下的弹塑性响应.与试验结果的对比研究表明:修正的细观损伤模型能够较好地预测出延性材料的剪切损伤演化过程.
【英文摘要】 Based on the modification of Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)model for shear failure by Nahshon and Hutchinson,a void-based meso-damage constitutive model was implemented into an implicit finite element code via a user defined material subroutine(UMAT)in ABAQUS.Two critical numerical procedures,integration of the rate form constitutive equations as well as linearization of consistent tangent modulus,involved in developing the constitutive model were illustrated in detail.Examples for single-element models un...
【基金】 国家自然科学基金资助项目(11272259); 国家高技术研究发展计划资助项目(2012AA112601)
【更新日期】 2015-01-29
【分类号】 TG113.25
【正文快照】 Gurson模型[1]在屈服函数中考虑了损伤参数(即孔洞体积分数f)和静水应力的影响,被广泛地用于分析金属材料的韧性断裂过程.Gurson屈服函数中,损伤和静水应力紧密地联系在一起.Tvergaard和Needleman对Gurson模型进行了补充和修正[2],使得Gurson-Tvergaard-Needle-man(GTN)模型能?

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