题目：An adaptive FEM/SPG coupling approach for the 3D crack propagation in ductile material（一种模拟3D延性介质中裂纹扩展过程的FEM/SPG自适应耦合方法）
报告人：任波  博士  Livermore Software Technology Corporation（LS-DYNA）
时间：2017.6.7号3.30-5.00PM
地点：西六楼三楼会议室
邀请人：陈志军教授
摘要：在延性介质中，微观结构缺陷和微裂纹的产生导致了宏观上的应力集中现象。随着微观损伤的发展，宏观裂纹开始生成。延性介质中裂纹的以上两个特征为数值模拟提出了挑战。在应力集中阶段，由于该材料行为具有非局部（Non-local）特性，导致了数值模拟中出现了对计算网格的敏感性。在裂纹扩展阶段，数值模拟的困难在于构建离散的不断变化中的3D裂纹面。本算法采用FEM 和 Smoothed Particle Galerkin （SPG） method 耦合的方法来求解裂纹扩展过程。首先材料被模拟为有限元网格，采用有限元法进行模拟。当介质中的应力集中达到一定程度的时候就将局部的有限单元转换为SPG 粒子群。该粒子群通过convex meshfree approximation构建现场，从而保证位移场的一致性。在SPG粒子群中，一种积分形式的 nonlocal morphed 损伤模型被使用了来实现材料本质的length scale。在材料裂纹扩展阶段，变化中的裂纹面被按照有限元单元的尺度进行了离散，也就是说，裂纹在一个时间步内扩展可能的扩展范围是一个单元。材料物理的分离通过SPG 粒子间的关联实现。数值分析算例表明所提出的方法具有收敛性和准确性。
Keywords: FEM/Meshfree, nonlocal, stabilization, regularization, surfel
报告人简介：
   任波博士长期致力于通过先进数值计算方法模拟延性、脆性材料中的损伤和裂纹扩展行为，2008-2014在加州大学伯克利分校从事计算力学研究工作，2014.6月进入LS-DYNA软件公司任职。在无网格法，近场动力学，多尺度力学方面进行了大量的探索性研究。近年来，任波博士将通过改进的近场动力学方法模拟脆性材料的破裂及碎片，并采用有限元和SPG耦合的方法对延性材料损伤、断裂的机理进行了研究。这些方法不仅具有理论价值，而且在工业届得到了广泛的应用。