近场动力学分析中间带孔洞板裂纹扩展Fortran程序验证

资源摘要信息:"近场动力学方法用于分析具有中心孔洞的板裂纹扩展的Fortran程序" 近场动力学（Peridynamics, 简称PD）是计算力学和材料科学的一个分支，它提供了一种用于模拟材料内部微裂纹扩展、颗粒离散以及复杂边界条件下材料变形的数值方法。近场动力学理论是由Stewart Silling于2000年提出的，它抛弃了经典连续介质力学中对材料内部应力和应变连续性的假设，引入了“作用域”（horizon）的概念，通过积分形式的力-位移关系来描述材料内部各个点之间的作用力，从而更好地模拟材料的断裂行为。 在标题“plate_with_a_hole_PD_近场动力学”中，提到的“中间带孔洞板”是一个典型的工程问题，它涉及到材料在承受外部载荷作用时孔洞周围应力集中的现象。在这一问题中，研究者可能会遇到裂纹起始于孔洞边缘并在载荷作用下向四周扩展的情况。这对于评估结构的完整性和安全性至关重要。 描述中的“近场动力学计算‘中间带孔洞板’裂纹扩展的Fortran程序”表明，研究者已经开发出一个基于近场动力学理论的数值模拟工具，这个工具是用Fortran编程语言编写的。Fortran语言自20世纪50年代末出现以来，一直被广泛用于科学计算领域，特别是在工程和物理问题的数值模拟中。该程序已经通过验证，说明它能够按照预期进行计算，即能够模拟中间带孔洞板在受到外部载荷作用时裂纹的起始和扩展过程。 标签“PD 近场动力学”简洁地指出了该文件所涉及的主要技术领域，强调了近场动力学方法在此程序中的应用。 文件名称列表中的“plate_with_a_hole_fail.f90”给出了程序文件的名称。文件扩展名“.f90”表明这是一个用Fortran 90（一种现代Fortran语言的版本）编写的程序。文件名称中的“fail”可能是对程序功能的一种描述，可能是指程序用于模拟裂纹扩展直到材料失效的过程，或者是对程序中的一个特定功能或模块的命名。 知识点概述： 1. 近场动力学（PD）理论基础：介绍近场动力学的理论基础，包括其与经典连续介质力学的主要区别，以及作用域和积分力的概念。 2. 近场动力学在模拟裂纹扩展中的应用：讨论如何利用近场动力学方法模拟材料的断裂和裂纹扩展，包括其在处理不连续问题和复杂边界条件方面的优势。 3. Fortran程序设计及数值模拟：解释Fortran语言在科学计算中的应用，以及如何利用该语言编写用于模拟物理现象的程序，如板裂纹扩展。 4. 应用于实际工程问题：分析带有中心孔洞的板在外部载荷作用下的应力分布、裂纹起始和扩展过程，以及这种方法在工程材料和结构完整性评估中的实际应用。 5. 程序验证与测试：讲解程序验证的重要性，即如何确保数值模拟工具的正确性和可靠性，以提供准确的模拟结果。 总结来说，本资源为科研人员提供了一个利用近场动力学理论和Fortran编程技术，专注于分析中心孔洞板裂纹扩展问题的数值模拟工具。通过对相关概念的深入理解，工程人员和研究人员能够更有效地评估材料在极端条件下的行为，进而指导工程设计和材料选择，以确保结构的可靠性和安全性。