La derivación de fórmulas básicas y la verificación de degradación del método TD-BEM dinámico elastoplástico en 3D
Autores: Lei, Weidong; Wu, Bingzhen; Li, Hongjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La derivación de fórmulas básicas y la verificación de degradación del método TD-BEM dinámico elastoplástico en 3D
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Campo de investigación
Dinámica
Dinámica elastoplástica 3D
Comportamiento de materiales
Cargas dinámicas
Dominios de ingeniería
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
En el campo de la investigación en dinámica, la exploración en profundidad de la dinámica elastoplástica tridimensional (3-D) es crucial para comprender el comportamiento de los materiales bajo cargas dinámicas complejas. Los hallazgos tienen importantes implicaciones orientadoras para la optimización del diseño en dominios de ingeniería práctica como la aeroespacial y la ingeniería mecánica. Los métodos actuales para resolver problemas elastoplásticos dinámicos 3-D enfrentan desafíos: Si bien los métodos tradicionales de elementos finitos (FEMs) destacan en el manejo de la no linealidad de los materiales, encuentran limitaciones en el análisis dinámico 3-D, especialmente dificultades en la simulación de dominios infinitos. Aunque los métodos clásicos de elementos de contorno en el dominio del tiempo (TD-BEMs) reducen efectivamente la dimensionalidad computacional a través de la reducción de dimensiones y soluciones fundamentales en el dominio del tiempo, siguen estando poco desarrollados para el análisis elastoplástico 3-D. Este estudio incluye principalmente las siguientes contribuciones: Primero, derivamos las ecuaciones integrales de contorno elastoplásticas dinámicas 3-D utilizando el método de deformación inicial por primera vez, lo cual se alinea con la esencia física de la descomposición de la deformación en la teoría elastoplástica. Segundo, las funciones núcleo para desplazamiento, tracción y coeficientes de influencia de deformación se obtienen analíticamente integrando soluciones fundamentales en el dominio del tiempo con ecuaciones físicas y geométricas. Para validar la formulación, se implementa una transformación de 3-D a 2-D a través de un método de degradación integral, convirtiendo el problema en un sistema elastoplástico de deformación en plano dinámico verificado.
Descripción
En el campo de la investigación en dinámica, la exploración en profundidad de la dinámica elastoplástica tridimensional (3-D) es crucial para comprender el comportamiento de los materiales bajo cargas dinámicas complejas. Los hallazgos tienen importantes implicaciones orientadoras para la optimización del diseño en dominios de ingeniería práctica como la aeroespacial y la ingeniería mecánica. Los métodos actuales para resolver problemas elastoplásticos dinámicos 3-D enfrentan desafíos: Si bien los métodos tradicionales de elementos finitos (FEMs) destacan en el manejo de la no linealidad de los materiales, encuentran limitaciones en el análisis dinámico 3-D, especialmente dificultades en la simulación de dominios infinitos. Aunque los métodos clásicos de elementos de contorno en el dominio del tiempo (TD-BEMs) reducen efectivamente la dimensionalidad computacional a través de la reducción de dimensiones y soluciones fundamentales en el dominio del tiempo, siguen estando poco desarrollados para el análisis elastoplástico 3-D. Este estudio incluye principalmente las siguientes contribuciones: Primero, derivamos las ecuaciones integrales de contorno elastoplásticas dinámicas 3-D utilizando el método de deformación inicial por primera vez, lo cual se alinea con la esencia física de la descomposición de la deformación en la teoría elastoplástica. Segundo, las funciones núcleo para desplazamiento, tracción y coeficientes de influencia de deformación se obtienen analíticamente integrando soluciones fundamentales en el dominio del tiempo con ecuaciones físicas y geométricas. Para validar la formulación, se implementa una transformación de 3-D a 2-D a través de un método de degradación integral, convirtiendo el problema en un sistema elastoplástico de deformación en plano dinámico verificado.