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近场动力学在复合材料断裂与损伤问题的模拟上相比于传统方法,有一定优势。本文建立了常规态近场动力学复合材料球型域模型,并应用于复合材料模拟计算。常规态近场动力学复合材料球型域模型是在近场动力学层合板理论(peridynamic laminate theory,PDLT)的基础上,采用球型域取代只考虑上下两层的近场域推导得到的,该模型可以考虑复合材料层合板面外横向泊松比效应?1 3、?2 3的影响。基于键临界断裂功和材料断裂韧性之间关系,本文改进了单位分层前缘扩展吸收能量的推导过程,得出了分别适用于复合材料静力和冲击问题模拟的近场动力学改进的能量失效准则。应用常规态近场动力学复合材料球型域模型,结合改进的能量失效准则,本文进行了复合材料层间断裂韧性、复合材料开孔拉伸以及复合材料低速冲击的模拟研究。模拟复合材料层间断裂韧性试验的结果表明,近场动力学可以定量地模拟复合材料分层扩展过程,捕捉分层前缘形状,并且改进的能量失效准则能够显著地提高近场动力学分层模拟的准确性;模拟复合材料开孔拉伸试验的结果表明,近场动力学可以准确地预测复合材料开孔拉伸强度,并捕捉典型的复合材料损伤模式:纤维断裂、基体开裂和分层损伤;模拟复合材料低速冲击试验的结果表明,近场动力学可以准确地预测复合材料低速冲击的冲击力时间曲线,捕捉面内纤维断裂、基体开裂和面外分层损伤随时间步的变化,并且能够准确地预测分层形状和分层损伤面积。以上试验件级复合材料构件的近场动力学模拟结果,为进一步应用近场动力学进行结构级复合材料构件损伤与断裂问题的模拟提供了基础和信心。