一种用于热-力断裂建模的近场动力学损伤新定义
计算工程、金融与科学
2025-09-03 v1
摘要
本文提出一种热-力断裂模型以解决热失效问题，其中温度场由基于经典连续介质力学 (CCM) 的热传导模型计算，而含间断的变形场则由近场动力学 (PD) 模型计算。该模型采用基于有限元离散的 CCM/PD 交替求解方案进行计算，确保了计算精度并便于工程应用。原始的 PD 模型仅根据材料点附近断裂键的数量来定义损伤，忽略了这些键的分布。为解决这一局限性，本文提出了一种新的 PD 损伤定义，同时考虑了断裂键的数量及其具体分布。因此，可以捕捉到各个方向的损伤，从而能够基于统一的网格离散化进行更真实的热断裂模拟。通过将数值算例与解析解进行比较，验证了所提模型的有效性。此外，准静态和动态裂纹扩展的模拟结果表明，该模型有助于理解复杂热断裂的萌生和扩展机制。
引用
@article{arxiv.2509.01079,
title = {A new definition of peridynamic damage for thermo-mechanical fracture modeling},
author = {Sitong Tao and Fei Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01079},
year = {2025}
}
备注
28 pages, 20 figures