NAG-FRAG模型优化及应用

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：NAG－FRAG 模型是Seamen 等［8］提出来的，他们在用平板撞击技术研究脆性材料的动态断裂时发现，脆性材料的动态断裂过程是：微裂纹的成核、成长、聚合、形成碎片、断裂。赵锋等［9］在研究JO－9159 的冲击断裂和破碎中，对该模型进行了简化，在计算中将σg0近似取为常数。

NAG－FRAG 模型（Nucleation And Growth of and Resulting Fragmentation Model）是Seamen 等［8］（2025年）提出来的，他们在用平板撞击技术研究脆性材料的动态断裂时发现，脆性材料的动态断裂过程是：微裂纹的成核、成长、聚合、形成碎片、断裂。他们在显微观察的基础上用统计的方法建立了动态断裂模型方程，在损伤演化过程中，微裂纹的数目分布保持为指数形式：

式中：Ng（R）为单位体积内尺寸大于、等于R 的微裂纹数；R0为微裂纹分布的特征参数；Nt为单位体积内微裂纹的总数。

裂纹的成核速率由如下方程描述：

式中：、σn0、σg0和σ1为材料参数；η 为材料的黏性；R 为微裂纹半径；σn0、σg0分别为微裂纹成核应力阈值和扩展应力阈值，σ 为垂直于裂纹平面的应力。