文一：

https://doi.org/10.1177/2633366X20977496

一种分析非连续纤维增强的热塑性塑料拉伸性能的新数值方法

为了预测不连续碳纤维增强的热塑性塑料（DCFRTP）的力学性能，必须考虑其微观结构，包括纤维取向和组成材料的性能。在本研究中，基于近场动力学（PD）理论构建了一个考虑微观因素的非均质颗粒模型，以研究DCFRTP的拉伸性能。两种具有不同碳纤维成分和体积分数的随机取向的DCFRTP被用于验证该数值模型。PD模拟结果与实验结果的对比显示出了很好的一致性。本文还讨论了模型尺寸对预测结果的影响。

图：界面键示意图（a）层内界面键，（b）层间界面键。

图：（a-d）不同分布的近场动力学模型（粉色粒子表示纤维，蓝色和紫色粒子表示基体）。

图：DCFRTP的拉伸性能比较（a）模拟的力学行为，（b）实验的力学行为。

文二：

https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2021.102925

孔隙率对增材制造钛合金Ti6Al4V的疲劳成核影响的近场动力学研究

增材制造（AM）使得直接从设计数据中制造复杂的几何形状成为可能，并且引起了人们的极大兴趣。然而，增材制造产品可能包含孔隙，这会大大降低产品的疲劳寿命。本文的重点是评估AM生产的Ti6Al4V狗骨头样品中孔隙的影响，并提出了一种方法来计算由于内部孔隙而导致的疲劳寿命降低。作者们利用校准了参数的键型近场动力学（PD）疲劳模型分析了无缺陷样品的疲劳寿命，还开发了一种数值模型来研究系统中的两种孔隙率。PD模型的应用显示了其预测循环载荷下钛合金样品裂纹成核的能力。作者们使用应力寿命（S-N）曲线将预测结果与实验数据进行比较。此外，本文提出了一种数值方法来评估孔的位置和大小对Ti6Al4V疲劳寿命的影响。PD预测显示了关键的孔隙特征以及所开发的PD模型在低孔隙率样品受到高循环疲劳载荷作用情况下的适用性。

图：随机孔隙分布的样品的几何尺寸。

图：损伤云图：（a）σ_a=360MPa, N_f=441174次循环，（b）σ_a=270MPa, N_f=910241次循环，（c）σ_a=225MPa, N_f=9837299次循环。

图：孔隙率疲劳寿命预测的实验和近场动力学结果。

文三：

https://doi.org/10.1111/jace.17720

基于近场动力学模拟的纳米压痕响应建模

纳米压痕是一种广泛使用的探测玻璃力学性能的方法。但是，由于压头尖端应力场的复杂性质以及缺乏原位表征技术，解释玻璃对纳米压痕的响应具有挑战性。本文中，作者们提供了一个数值模型，该模型通过近场动力学模拟描述了典型钠钙硅酸盐窗户玻璃的纳米压痕。结果显示，尽管该模型不能捕获剪切流，以及永久的致密化，但近场动力学结果与实验的纳米压痕数据表现出很好的一致性，并且可以直接获取压头尖端下形成的应力场。

图：模型系统的几何形状：（a）加载前，（b）侵入深度为400nm（即最大加载）；材料点基于y方向的位移着色。

图：（a）径向和（b）切向应力在X-Z水平面上最大侵彻深度（400nm）处的空间分布。黑色三角形表示投影与压头接触面积的范围。

图：加载为（a）10mN，（b）12.5mN，（c）17mN（最大载荷）和卸载为（d）10mN，（e）5mN，（f）0mN（压痕后的永久性损伤）过程的玻璃衬底表面的损伤云图，橙色三角形表示投影与压头接触面积的范围。

文四：

https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2021.01.025

一个代表局部变形模式的参数及常规态型近场动力学中基于此参数的一种断裂准则

众所周知，局部变形模式会影响断裂行为。首先，作者们定义了代表变形模式的参数，使得常规态型近场动力学模型中的断裂准则可以考虑变形模式。该参数类似于传统连续介质力学中的应力三轴度。其计算值与单轴压缩，纯剪切，单轴拉伸和等双轴拉伸下的理论值十分吻合。然后，作者们提出了通过参数函数修正的断裂应变以作为断裂判据。通过使用该准则进行计算，可以很好地复现单轴拉伸下立方体和等双轴拉伸下立方体的预期断裂应变。此外，还复现了单轴拉伸圆棒与等双轴拉伸薄板之间的预期断裂应变比。在管道弯曲模拟中，通过提出的准则复现了裂纹的扩展行为。

图：计算模型（红色粒子为夹紧边界条件，蓝色粒子是不可损伤的，绿色粒子是可损伤的）。

图：断裂后的模型快照（ε_00=0.1）。

文五：

https://doi.org/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0001980

岩溶隧道中岩体渐进破坏致突水通道演化过程的近场动力学模拟

突水是岩溶隧道施工安全中最严重的威胁之一。作为地下工程研究的重要手段，数值模拟对揭示突水演化过程有着重要的意义。本研究建立了一种改进的近场动力学模型，用以模拟岩溶隧道中岩体渐进破坏致突水通道的形成过程。结果表明，在隧道开挖过程中，溶洞和隧道开挖区域之间的围岩在掘进扰动和溶洞水压力的相互作用下逐渐损伤。围岩中的裂纹自发地萌生、扩展和贯通，并最终形成突水通道。基于改进的近场动力学，本文展示了共计21项模拟，以研究突水通道演化过程中不同因素的影响规律。其中，影响因素主要包括溶洞的水压力和半径、溶洞和隧道之间的距离以及岩体的弹性模量和抗拉强度。通过对不同计算工况下围岩的损伤程度和突水通道的形态差异进行分析，揭示了突水通道的形成机理和演化过程。本研究的方法和结果可以为岩溶隧道突水的防灾减灾提供一定的指导。

图：鸡公岭隧道突水。

图：隧道开挖过程的数值模拟。

图：不同溶洞水压下的突水通道形态：（a）P=1.0MPa，（b）P=1.5MPa，（c）P=2.0MPa，（d）P=2.5MPa，（e）P=3.0MPa。

文六：

https://doi.org/10.1016/j.cma.2021.113721

用于复合型断裂的含新型损伤模型的近场动力学基内聚区方法及其隐式实现

由于捕获复杂开裂问题的出色能力，在计算断裂力学中，近场动力学（PD）变得越来越有前景。然而，目前PD的应用仅限于脆性断裂，仍缺少预测准脆性材料复合型断裂的鲁棒性PD模型。本工作在PD-CZM中提出了一种新型损伤模型，用以准确地预测拟静态复合加载下的准脆性破坏，尤其是以剪切为主导的加载。为了建立准脆性材料的损伤准则，键型近场动力学（BBPD）中的键势能首次被分为两部分——形变（膨胀）部分和畸变部分。为替换现有的基于键拉伸的破坏准则，本文首次提出了一种结合键拉伸和键形变能的损伤准则，用以确定损伤萌生。同时，基于能量等效准则，准脆性材料的拉伸软化行为在损伤模型中被描述为一个固定的退化曲线。此外，为稳定地解决物理非线性特性，尤其是拉伸软化所致的回跳现象，采用了不同的隐式求解方法来对PD-CZM进行隐式实现。本文模拟了三个具有挑战性的基准算例，包括Schlangen的单边缺口梁试验、Nooru-Mohamed的双边缺口混凝土试样（DENS）试验以及具有严重回跳行为的Arrea和Ingraffea的单边缺口剪切梁试验，用以验证所提出的损伤模型的有效性。同试验观测及其他数值结果相比，所预测的裂纹路径以及荷载位移曲线具有良好的一致性，清晰地表明了所提出损伤模型的有效性和隐式实施的鲁棒性。

图：单缺口剪切梁测试：（a）几何和边界条件（单位：mm），（b）PD-CZM模型。

图：单缺口剪切梁测试：（a）F-CMSD（裂缝口滑动位移）曲线的对比，（b）荷载位移曲线对比。

图：单缺口剪切梁测试：（a）裂纹路径对比，（b）峰值荷载下的损伤云图（CMSD=0.044mm），（d）CMSD=0.06mm时的损伤云图，（d）最终失效的损伤云图。

文七：

https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2021.106322

改进的常规态型近场动力学公式用于含突越界面转变的功能梯度材料建模

本研究提出了一种常规态型近场动力学的改进公式，该公式通过引入一个新型的近场动力学参数——即文中提及的占优率，用以对材料属性突跃的功能梯度材料（FEM）进行建模。现有的公式考虑了近场动力学的多尺度性质以及材料转变（界面）效应。通过对FEM文献、传统的近场动力学和ANSYS进行广泛的比较，本研究揭示了在FGM建模中，PD键的性质不应受到键两端点的材料组分性质的同等影响。并且，作者们还发现仅使用一个更强或更弱的组分点的性质来确定键的性质会对结果的准确性产生消极的影响。更进一步，本文发现通过让键的性质主要由较弱的组分点的性质来决定，尤其是在材料的过渡区，能实现更高的计算精度。同时还可观察到，相较于传统的PD，现有的方法可以用更少的材料点对FGM进行建模，并得到更高的精度。最终，为进一步展示所提出模型的能力，作者们提出了一种关于FGM裂纹扩展数值有效的增韧机理，并发现通过调整子域的位置和材料属性可以有效地提高FGM的局部韧性。

图：正弦冲击载荷下功能梯度材料板的几何特性。

图：ANSYS和OSB-PD计算（Ψ=100）3μs时（即模拟结束）的横向位移u(x)和纵向位移v(y)的云图。

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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！

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