基于近場動力學的沖擊模擬方法研究.pdf

1、飛機在空中飛行遇到的鳥撞問題是對飛行安全構成致命威脅的因素，航空史上多次災難性的事故都是由鳥撞導致的。飛機在地面進行檢修維護工作時，工具的墜落等也將對飛機造成不同程度的損傷。在解決沖擊這類容易出現(xiàn)損傷和高度不連續(xù)問題時，經典連續(xù)理論會存在不連續(xù)處解的奇異性。近場動力學作為一種非局部理論，不再基于連續(xù)性假設，將運動方程重塑為積分方程，有效的解決不連續(xù)問題，本文基于近場動力學理論分別研究了復合材料層壓板沖擊損傷問題和各向同性脆性材料沖擊損傷

2、過程。
　　建立了復合材料層合板的沖擊動力學模型。采用基于偏軸模量的鍵，并且根據有限元的沖頭擠壓模型推導了近場動力學中的沖頭準靜態(tài)侵入板的迭代公式，將沖擊過程劃分為沖頭侵入擠壓部分物質點和物質點整體對對點力進行迭代，并且引入體積修正系數(shù)，改善對點力積分。
　　為了研究工作的進行，基于Microsoft Visual Studio2010環(huán)境下開發(fā)了復合材料層壓板近場動力學的沖擊損傷分析軟件，使用VB.Net編寫了前處理器界面

3、，前處理器可以進行參數(shù)化建模，使用C和CUDA C分別編寫了基于CPU和GPU的求解器，結合使用OpenMP技術實現(xiàn)了多線程并行運算，提高了計算速度，后處理器可以將計算結果處理成云圖顯示。對于本文開發(fā)的軟件，通過對比層合板沖擊產生損傷前的位移與有限元模擬結果對比，驗證本文方法所編軟件的有效性，并且計算層合板沖擊損傷實例，與試驗的最后損傷形式進行對比，驗證本文方法的有效性。
　　本文還提出了基于近場理論中的微觀彈脆性材料模型的各向同