含裂纹固体的弹性性能预测

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1、硕士学位论文摘要随着先进复合材料的出现和计算机科学与技术的发展，人们在使用材料上从过去只能为特定的结构物选择材料，发展到目前已经能为特定结构物设计材料。由于材料制备过程中不可避免地要产生微裂纹，因而在设计材料的结构时必须考虑微裂纹的存在．当材料中含有微裂纹时，预测其性能对合理地设计材料具有重要的意义。在通常情况下，材料都被假设成无孔洞、无裂纹的理想材料。随着人们在损伤力学、断裂力学等领域研究的深入，发现含裂纹材料的变形、损伤、断裂等力学行为与其结构紧密相关，它与宏观一细观一微观多种尺度、多种物理机制

2、关系密切。但是传统研究方法的局限性无法解决诸如此类的问题．细观力学作为固体力学的一个分支，它用连续介质力学的方法分析具有细观结构材料的力学问题。随研究对象的不同其研究尺度可从lO纳米到毫米量级。要最终解决材料的破坏问题，必然要和其微观组织结构相联系，要从晶粒的几何尺寸，在细观尺度上进行研究，唯有这样，才能指导对材料性能的预测研究．为了表征材料内含有裂纹时的性能乩＆Ich翘ov等人用细观力学理论建立了一系列的力学模型，从此人们可以方便她预测材料内含有规则形状裂纹时材料的性能。事实上，材料中的裂纹在通常

3、情况下形状是不规则的．截至目前为止，对不规则形状裂纹的研究还无定量化的计算公式可言．本课题旨在开发解决此类问题的软件，作为预测含不规则形状裂纹体性能的工具。本课题中对多边形的分形处理具有创新性，特别是在对凸多边形外接椭圆算法、视点的可见点算法及三角形面片的内切圆填充算法上。经过数个月在计算机上的运行调试证明，证明软件Csforeemger的开发是成功的。关键词：计算几何；凸多边形外接椭圆；凸凹顶点；凹多边形凸化处理；三角形面片的内切圆填充含裂纹固体的性能预测AbstractWithadvaneodc

4、ompositematerialappearingandcomputerscienceandtechnologydeveloping,peoplecouldchoosespecificallymieroslruetureformaterialinthepastinthea撇ofusingmaterial．butatpresent,m姐c孤designmaterialforspecificallymicros眦tm'e．Asitisnotavoidinmatcrialthatmieroerakscre

5、atedinmanufactureproee韶．Wemusttakemieroeraelcsintomaterialprocessaccount．Whenthemieroeraekscontainsinthematerial，itisimportanceindesignmaterialthatfore．eastmaterialproperties．Ingeneralmaterialisassumedtoidealmaterialwhielacontainsnolaolcsornomieroeraks

6、．Withresearelasgodeepintodamagemechanicsandliaeturemechanics，menfinditcloselytelatcstothemierostnlaurothatmaterialeontaimmieroeracksinthetransfigurationmechanicsanddamagemechanicsandfracturemechanicsere．Ittightrelat髂tomacroscopicandmicrocosmicandmesose

7、opieonmulti-seopieandmulti-meehanim，buttraditionalresearchmetlaodisnotdonetothisproblems．Asabranchofthemechanicsmesomeehanicsresolvemechanicsproblemswithcontinuousmediummechanics．Wemustrelationthemieroslrueturetoitforresolvethefractureproblemata11．Tore

8、solveitWelnusttakethesizeofcrystalgrainintoaccountatmicroscopic,onlytothis．itc纽directpredictionofpropertiesofnmtorial．M．Kaehanovandothermensetasericsofmcehanic．almodeltoforecastpl唧rtie8ofmaterialwhichcontainsmieroeraeks．Therefrom,incn啪e