微纳米多层材料的断裂力学-非局部效应和表面/界面效应的连续介质统一模型

项目名称： 微纳米多层材料的断裂力学-非局部效应和表面/界面效应的连续介质统一模型

项目编号： No.11372086

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王保林

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 将材料的非局部效应、表面效应和界面效应统一引入到微纳米多层材料的力学分析中，构造一种新型、升级的有限元数值方法以及断裂力学分析模型。所提出的数值方法克服了传统的连续介质有限元方法不能考虑材料尺度效应的缺点，突破了原子模拟方法在计算规模上的局限性，也解决了现有的多尺度方法在模拟多层材料时遇到的特征长度不匹配的困难。通过对微纳米多层材料进行断裂力学数值模拟和理论分析，掌握这类材料破坏行为的一些基本规律，加深对这类材料失效机制的理解。本项目首次将材料的非局部效应和表面/界面效应同时引入到微纳米多层材料的断裂力学研究，涉及复合材料力学、断裂力学和计算固体力学的前沿、热点问题，面临许多挑战，如能成功实施，将摆脱人们对微纳米多层材料断裂行为认识的许多限制，对完善现代科学技术中的多层、多相材料系统的力学性能评价和可靠性设计具有重要的理论意义。

中文关键词： 复合材料力学；断裂力学；多层材料；微纳米材料力学；有限元方法

英文摘要： This project develops an upgraded finite element method and establishes various fracture mechanics models for the simulation and analysis of micro/nanoscale multilayers. The novel improvement of the current method over the conventional finite element meth

英文关键词： mechanics of composite materials；fracture mechanics；multilayered media；mechanics of micro/nanomaterials；finite element method