激光辐照受拉铝板破坏行为的时空多尺度数值模拟

计算物理 ›› 2009, Vol. 26 ›› Issue (5): 743-750.

激光辐照受拉铝板破坏行为的时空多尺度数值模拟

张锐^1,2, 唐志平²

1. 吉林大学工程仿生教育部重点实验室, 吉林长春 130022;
2. 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室, 安徽合肥 230027

收稿日期:2008-04-10 修回日期:2008-10-31 出版日期:2009-09-25 发布日期:2009-09-25
作者简介:张锐(1975-),男,吉林磐石,副教授,博士,从事离散元法以及多尺度数值计算研究,长春市吉林大学南岭校区工程仿生教育部重点实验室130022.
基金资助:
国家自然科学基金(10472114,50805064);吉林省科技发展计划项目(20080146);2006年度中国科学院王宽诚博士后工作奖励基金资助项目

Multiscale Simulation of Time and Space in Damage of a Pre-tensioned Aluminum Plate Under Laser Irradiation

ZHANG Rui^1,2, TANG Zhiping²

1. Key Laboratory of Bionic Engineering, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130022, China;
2. Key Laboratory for Mechanical Behavior and Design of Materials (LMBD) of CAS, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China

Received:2008-04-10 Revised:2008-10-31 Online:2009-09-25 Published:2009-09-25

摘要/Abstract

摘要： 推导耦合过渡区内参变量信息交换的元/网格动量传递多尺度算法,建立离散元与有限元耦合时空多尺度计算模型,并应用于激光辐照下受拉铝板破坏行为的数值模拟中.通过对比有限元计算模型、空间多尺度计算模型与时空多尺度计算模型在激光辐照下受拉铝板破坏算例的模拟结果,验证离散元与有限元耦合时空多尺度计算模型的准确性和数值计算高效率优势.使用该多尺度计算模型从宏观和细观尺度对铝板破坏行为进行数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致.

关键词: 激光辐照, 破坏行为, 离散元与有限元耦合, 时空多尺度, 数值模拟

Abstract: A multiscale algorithm with element/mesh momentum transfer of parameters and variable information exchange in coupling transition zone between discrete element method (DEM) and finite element method (FEM) is deduced.Multiscale computation of time and space with coupling of DEM and FEM is established.The algorithm and the model are applied to damage of a pre-tensioned aluminum plate under laser irradiation.Compared with results in FEM model,multiscale model of space and multiscale model of time and space,the multiscale model of time and space by coupling DEM and FEM is shown accurate and highly efficient.Damage of a pre-tensioned aluminum plate under laser irradiation is simulated in multiscale model of time and space from macro-and meso-scale.Simulated results are coincident with experimental resuts.

Key words: laser irradiation, damage behavior, coupling discrete element method and finite element method, multiscale time and space, numerical simulation

中图分类号:

O242.1

张锐, 唐志平. 激光辐照受拉铝板破坏行为的时空多尺度数值模拟[J]. 计算物理, 2009, 26(5): 743-750.

ZHANG Rui, TANG Zhiping. Multiscale Simulation of Time and Space in Damage of a Pre-tensioned Aluminum Plate Under Laser Irradiation[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2009, 26(5): 743-750.

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