345 / 2019-09-30 23:12:11

结合非局部软化模型模拟失效破坏的MPM与SPH的集成算法

计算力学新方法，新理论 > 无网格方法

为了开发一种预测和评估大变形破坏过程的算法，必须采用应变软化本构来模拟大变形过程中的局部软化动态响应。当采用局部本构模型时，软化区长度通常与网格尺寸有关。在本研究中，我们提出一个将SPH（光滑粒子流体动力学）的部分思想引入到MPM（物质点法）的数值算法，通过引入以塑性应梯度为控制因素的非局部本构，以描述局部应变软化过程。这里提出的算法是将MPM与SPH中的光滑算子和粒子近似相结合，在引入非局部本构模型，建立数值模型。该方法可以结合两个数值方法的优势。MPM在模拟碰撞问题时并不需要在接触面上布置主从节点。在模拟后屈服阶段的软化过程，数值震荡非常容易造成模拟不稳定，而光滑算子的引入可以重构物质点的物理信息，减小数值震荡，以提高算法的稳定性，并且能够在重构的同时计算出应变梯度，以结合非局部本构。本文通过三个数值算例验证了该方法的具有极大的潜力能够预测模拟失效破坏的动态响应过程。