基于子单元光滑有限元的混凝土相场损伤模型研究

由混凝土开裂引起的局部损伤是导致相应结构发生破坏的主要原因之一,混凝土相场损伤模型能很好地模拟结构中复杂的开裂过程,但需要采用较为精细的网格以保证求解精度。光滑有限元(S-FEM)作为一种较新的数值技术,相较标准有限元有更高的计算精度。本文通过对混凝土损伤与破坏基准试验的模拟,探究子单元光滑有限元(CS-FEM)求解相场损伤模型的能力,作为后续研究的基础。结果表明,CS-FEM能正确求解混凝土相场损伤模型,且在建议网格尺寸外的粗网格下仍保持较高的精度。

基于ICME研究Al_(2)Y相对镁合金局部变形和损伤的影响

近年来,集成计算材料工程(ICME)已成为设计新材料和制造工艺最强大的材料基因组工程(MGE)方法之一。采用基于位错密度的晶体塑性相场损伤模型定性和定量分析了Al_(2)Y相对镁基体局部应力、应变、位错密度、滑移系统以及损伤行为的影响。结果表明:镁合金在塑性变形过程中,损伤驱动力与晶粒基面滑移的施密特因子(SF)呈非常明显的线性关系,SF<3的晶粒,损伤驱动力较大,SF>3的晶粒,损伤驱动力较小。镁基体中损伤的起源和传播还取决于Al_(2)Y相的大小和位置。位于晶界处的Al_(2)Y相会引起较大的应力集中,导致损伤驱动力以倾斜的角度(约45°)传播;较小的和位于晶内的Al_(2)Y相的损伤驱动力较小,在变形过程中起到强化镁基体的作用。