加载过程中临界失效判据——离散元法分析

摘要整理

近期研究表明，等载荷分担纤维束模型预测束内储存弹性能变化率在灾难性失效前达到最大值，可作为临界崩溃的潜在预测指标。然而，等载荷分担纤维束模型未能包含失效过程中的关键机制，如应力集中等，因此有必要验证这一现象在更接近实际的系统中是否存在。本研究采用离散元法（DEM）模拟薄组织材料在拉伸载荷下的破断过程。模拟结果证实，对于在拉伸响应中表现出明显峰值特征的虚拟材料类别，弹性能变化率的最大值始终出现在最大载荷力之前。此外，研究发现失效时释放的能量与弹性能吸收速率的最大值存在关联。这一发现为基于能量准则的失效预测提供了新的理论依据，对纤维增强复合材料、生物组织等多孔介质材料的失效评估具有重要参考价值。

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