【摘 要】
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随着汽车在日常交通中的日益增多,安全事故发生的频率也逐年上升,在事故发生时的汽车零件变形、损伤、断裂等都会造成人身安全隐患,研究材料在特定条件下的力学行为以及破坏规律,对汽车的安全性具有重要意义。近场动力学（Peridynamics,PD）是一种新提出来的非局部理论,通过空间积分的形式进行力学行为分析,克服了传统连续介质力学中不连续处无法求导的弊端,能够很好的模拟材料的损伤及断裂。本文基于非连续伽
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随着汽车在日常交通中的日益增多,安全事故发生的频率也逐年上升,在事故发生时的汽车零件变形、损伤、断裂等都会造成人身安全隐患,研究材料在特定条件下的力学行为以及破坏规律,对汽车的安全性具有重要意义。近场动力学（Peridynamics,PD）是一种新提出来的非局部理论,通过空间积分的形式进行力学行为分析,克服了传统连续介质力学中不连续处无法求导的弊端,能够很好的模拟材料的损伤及断裂。本文基于非连续伽辽金有限元法,实现了微梁键基PD壳模型的隐式求解与显式求解数值计算方法,并通过系列数值算例进行了求解算法有效性的验证。本文主要研究工作包括:（1）通过对近场动力学的研究背景和研究现状的总结,引入微梁键基近场动力学模型,介绍了其基本理论和PD参数的推导过程;（2）基于非连续伽辽金有限元法,由物质点构成的键刚度矩阵出发,结合单元形函数建立壳模型单元刚度矩阵,最终建立微梁键基PD壳模型的隐式求解格式;基于哈密尔顿原理建立多自由度板壳单元的质量矩阵系数,提出微梁键基PD壳模型的显式求解格式。（3）基于C++对上述求解算法进行实现,对单轴拉伸、纯剪切、受弯载荷固支薄板三个静态算例进行分析,测量在不同的网格下算法的求解精度;基于显式求解算法对预置裂纹板的裂纹扩展、双边含缺口裂纹板和预置裂纹双扭转测试进行裂纹模拟计算。研究结果表明:采用非连续伽辽金有限元法建立的微梁键基PD壳模型求解算法计算精度高,且对不同大小的网格离散区域均具有良好的适用性。
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