博士生何勇研究成果发表在国际知名期刊Computational Materials Science
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发布时间：2019-08-04
发布时间：2019-08-04
文章标题：博士生何勇研究成果发表在国际知名期刊Computational Materials Science
内容：
高速切削时，切削层材料从工件基体剥离的过程以及切屑锯齿化、崩碎断裂的过程表明材料的力学模型由连续介质向非连续介质发生了转变。与常用的有限元法相比，离散元法是一种善于研究非连续介质力学问题的数值方法，更容易表征材料从连续状向非连续状变化的过程。然而现有的离散元法却大多局限应用于弹脆性均质材料的表达。为了弥补这一缺陷，该论文对于材料塑性行为的离散元表达进行了研究，定义了双层连接型离散单元模型，分别通过具有两种不同作用关系（短程作用和长程作用）的弹塑性连接元件进行连接，其弹性参数、塑性畸变参数分别通过等效单位体积下的应变能守恒原则、Von-Mises屈服准则进行推导；并通过引入能量释放率准则求解每个连接元件的断裂条件；结合Voronoi多边形算法，实现了材料微观尺度下的多晶组织特征的表达。基于本文提出的模型，可以很好的表达材料在周期性准静态加载条件下的双线性弹塑性响应；同时，在动态冲击加载时，材料的动态响应-弹塑性双波结构-也能很很方便地表征；对于I型、II型裂纹扩展的表达也得到了很好的验证；结果表明该方法可以推广至复杂加载条件下的弹塑性及断裂特征的表达。最后，关于短程-长程作用力对材料动静态力学响应的敏感性进行了分析，发现长/短程作用力比例系数对于材料的动态力学属性有显著影响，为材料动态力学性能的离散元表征建模提供了参考依据。研究结果发表在国际知名期刊Computational Materials Science （https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092702561930463X?dgcid=coauthor）；
Y. He, J. Zhang, T. Andriollo, J. Hattel, W. Zhao, Investigation of the elastoplastic and fracture behavior of solid materials considering microstructural anisotropy: A discrete element modeling study, Comput. Mater. Sci. 170 (2019) 109164. doi:10.1016/j.commatsci.2019.109164.