基于物质点方法饱和多孔介质动力学模拟(Ⅱ)——饱和多孔介质与固体间动力接触分析

基于物质点方法(material point method,MPM)理论框架,提出了处理饱和多孔介质与固体间动力接触问题的新方法。其中饱和多孔介质的动力学响应通过文献[1]中发展的耦合物质点方法进行分析,单相固体的力学行为由传统单相物质点方法进行预测。通过本文提出的接触算法使二者相结合,在保证饱和多孔介质与固体间不存在相互穿透的前提下,允许饱和多孔介质与固体间的相互滑动,以预测整个接触/碰撞系统的动力学响应。同时进行了数值算例计算,通过算例验证了此方法的正确性,展示了此方法有效性。

薄膜破坏过程数值模拟的MPM方法

将连续与不连续本构模型相结合用于薄膜破坏过程的模拟计算．采用von Mises关联塑性本构模型描述材料的弹塑性变形过程,在塑性硬化和软化阶段通过检查分岔是否发生,从而判断是否有破坏出现,即材料出现应变局部化现象．一旦出现破坏,则在发生破坏的区域采用位移不连续(decohesion)本构模型进行模拟, 直到破坏面两侧材料完全分离．分离阶段采用相应的分离算法同时运用黏性边界条件以提高计算效率．结果表明结合连续与不连续本构模型的方法,能很好地模拟材料从局部化到完全破坏的过程,体现了材料破坏连续建模的思想,可用于预测材料发生破坏的环境和形式,从而通过改变材料工作环境提高其使用寿命;同时数值算例也显示了物质点法(material-point-method,简称MPM)的健壮性和有效性．