我爱读paper分享 http://blog.sciencenet.cn/u/harrisonhan paper评论

博文

近场动力学最新上线的文章快报:2018年1月(上)

已有 2051 次阅读 2018-7-6 10:18 |系统分类:科研笔记| 近场动力学

 

每期文章评述的首发平台是微信公众号:近场动力学PD讨论班,也可以搜索微信号:peridynamics,或扫描文末的二维码加入。


2018年1月上期有五篇新文章上线(数据来源于谷歌学术,其中仅包括英文和中文的全文文献)。下面我按照上线的先后顺序依次简要介绍:


文一:

20180101.jpg

https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2017.12.039
对脆性固体进行适度“热”或“冷”冲击的效果已经被大量研究过,然而人们对于大温度变化引起的热冲击响应还知之甚少。为了模拟陶瓷材料在经历剧烈热冲击时的开裂过程,本研究提出了合并有限元和近场动力学的数值解法。首先,作者们进行了有限元非线性热传递分析,其中包含表面对流和辐射热传导的影响。然后,作者们使用内插值温度场建立了带有一个变化温度的键型近场动力学模型。这种弱耦合模型能够精确地重现以往关于“冷”冲击情况下的数值和实验结果。通过几个数值实验,作者们发现冷和热冲击条件会引起不同的失效模式以及大的温度变化会加剧损伤演化。

20180101_1.jpg

图:不同温度时的材料板的裂纹模式(左栏)材料变形不依赖温度;(右栏)材料变形依赖温度。

20180101_2.jpg

图:材料板45°右上角附近的模拟结果(上)损伤场;(中)剪应力场;(下)光滑等温云图。


文二

20180102.jpg

https://doi.org/10.1111/ffe.12760
本文建立基于常规态型近场动力学的塑性模型。采用基于常规态型近场动力学方法模拟了具有不同倾斜角的裂纹尖端周围塑性区域的大小和形状。并对裂纹尖端周围塑性区域的大小和形状,比较了近场动力学解和解析解。比较发现解析解和近场动力学解的相对误差非常小。因此,采用基于常规态型近场动力学方法预测裂纹尖端周围的塑性区域是可行的。

20180102.jpg

图:(上)中心带有倾角30°斜裂纹的板及边界条件;(下)近场动力学模拟的裂纹尖端塑性区。


文三:

20180103.jpg

https://arxiv.org/abs/1712.09339
作者们改进了近场动力学的对应模型以消除零能变形模式。作者们首先通过对积分引入一类局部化矫正改进了变形梯度的非局部积分定义。由于这个策略仅仅减少了振荡零能变形,并没有完全消除,因此作者们提出了一个基于子区域概念的方法。当要求解必须是稳定的时候,该方法具有仅稍稍偏离原始对应公式的特点。最后,作者们通过一组数值模拟证明了基于子区域方法论的显著功效。

20180103.jpg

图:近场作用半径5.1Δx的矫正后近场动力学模型的位移解,不同颜色代表不同的矫正阶数N=6,7,8.


文四:

20180104.jpg

https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.01.009
本研究采用一种近场动力学单胞,以预测含有许多缺陷、孔洞和复杂不均匀性的微结构的有效热弹性性能。它适用于任意数目的组份材料以及孔洞和裂纹。组份材料可能是正交各项异性的。孔洞和裂纹可以通过简单地破坏材料点之间的近场动力学键获得。周期边界条件被很自然地应用且不存在任何约束条件。同时,它导出了渐进失效分析所必需的损伤矩阵。通过将本文的数值结果与文献中报道的结果进行比较,证明了本方法的正确性,并显示出该方法有能力处理那些存在许多基体裂纹和沿纤维-基体界面脱粘的问题。

20180104_1.jpg

图:中心点与不同相对位置上的点之间通过近场动力学键相互作用

20180104_2.jpg

图:一个具有微裂纹、孔洞、纤维等组份材料的近场动力学周期单胞


文五:

20180105.jpg

http://dx.doi.org/0.3969/j.issn.1671-7627.2017.06.014
作者们利用近场动力学模拟不同过电位下304不锈钢在1摩尔/升的氯化钠溶液中一维点蚀的演化行为并得到点蚀次表面层的材料损伤程度利用法拉第第二定律Nernst-Planck质量守恒方程阳极BulterVolmer电化学动力学方程与近场动力学理论建立一维点蚀数学模型通过物质点的相变来表征点蚀边界移动, 当物质点的浓度小于电极边界处金属离子的饱和浓度时则该物质点转化为液体物质点点蚀边界向金属深处移动模拟三种过电位下点蚀扩展得到腐蚀引起的金属材料损伤层, 并通过物质点的浓度来表征金属当前的损伤程度。作者们将结果与其他文献结果相比较验证了近场动力学点蚀模型的正确性相对于其他的数值模拟方法,近场动力学方法有其独特的优势, 为模拟含不连续现场的物理场提供一种新方法

20180105.jpg


——————————————————————————————————————————————

近场动力学(PD)理论是国际上刚兴起的基于非局部作用思想建立的一整套力学理论体系,用空间积分方程代替偏微分方程用以描述物质的受力情况,从而避免了传统连续力学中的微分计算在遇到不连续问题时的奇异性,所以特别适用于模拟材料自发地断裂过程。然而,因为近场动力学的数学理论内容丰富且与传统理论差别较大,目前的相关文献又以英文表述为主,所以很多朋友在一开始学习时会遇到一些困难。因此,我于2016年9月建立了此微信公众号(近场动力学讨论班),希望通过自己的学习加上文献翻译和整理,降低新手学习近场动力学理论的入门门槛,分享国际上近场动力学的研究进展,从而聚集对近场动力学理论感兴趣的华人朋友,为推动近场动力学理论的发展做一点儿贡献!


每期文章评述的首发平台是微信公众号:近场动力学PD讨论班
也可以搜索微信号:peridynamics

或扫如下二维码加入公众号:

8cm二维码(新).jpg




https://blog.sciencenet.cn/blog-232936-1122524.html

上一篇:近场动力学最新上线的文章快报:2017年12月(下)
下一篇:近场动力学最新上线的文章快报:2018年1月(中)
收藏 IP: 112.42.6.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-3-29 08:53

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部