1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1、研究目的及意义

为了追求经济效益和提高结构效率,金属薄壁结构广泛应用于各工业领域,防弹衣，护具等等，但是关于金属防弹性能的研究仍在不断探索中。研究金属板受到冲击载荷的响应和破坏对航空航天、核、海洋或近海钻井平台、交通、造 船、国防等诸多工程领域中的安全计算和安全评估有着重要的意义。特别是对落体、破片 或射弹的防护而言。比如在航空中的运用，卫星上会安装防护金属板，用于抵抗别的卫星的冲击以及太空垃圾的碰撞，因而通过分析金属板受到冲击载荷时的数值模拟的结果，可以优化设计，可以达到即可满足使用需求也可减轻重量。本文对金属板防弹性能的数值模拟的研究还是十分必要的。所以，在对该问题的研究中的一个重要环节就是对金属板的冲击破坏的研究（即金属板抗弹性能的研究）。但是金属材料的破坏研究一直是力学研究的一大难题。由于金属破坏会产生裂纹，从而导致会有不连续的局域，而传统的有限元法、有限差分法等宏观方法均基于连续介质力学理论框架建立物质模型，在分析破坏问题时必须预先知道裂纹的存在与否及其位置和尺寸，在裂缝扩展后必须重新划分网格，计算结果也会具有强烈的网格依赖性。无网格方法消除了网格依赖性，但其高阶连续的近视函数在求解裂纹扩展等不连续力学问题时部具有优势，且结点影响域的重叠及其是否跨越不连续界面的判断将影响计算效率。因此，在本篇论文中，将利用研究者提出了扩展有限元和非连续有限元等思想，在有限元形函数中引入能反应部连续现象的附加函数来描述不连续额力学问题。从而可以较为简单的达到本文的目的，分析金属板的抗弹性能。

近场动力学理论基于非局部作用思想,采用空间积分描述物质内部作用,对于从连续到非连续、微观到宏观的力学行为具有统一的表述,数值上天然具有无网格属性和不连续求解功能,在分析不连续,多尺度等问题时展现出了具有优势的适用性和可靠性。pd方法的特点：(1)宏观尺度的“分子动力学”方法;(2)非局部模型;(3)积分形式的运动方程;(4)不受“不连续”影响。所以在研究金属抗弹的时候，pd方法是对有限元方法的突破，更加有利于解决金属冲击破坏问题。

2. 研究的基本内容与方案

2.1、研究目标

在金属抗弹的背景下，用pd方法对金属冲击作用下进行数值模拟分析。建立合理的金属材料本构，对金属冲击破坏问题进行数值研究模拟及计算，从而帮助理解金属板冲击作用下的动态力学响应和破坏过程，揭示金属板的破坏模式和损伤机制，为相关防护领域的结构设计提供依据。

2.2基本内容

3. 研究计划与安排

1、一到二周:阅读有关与pd的文献资料,对pd方法有大致的了解，然后翻译一篇关于pd方法的英语论文，接着阅读关于金属冲击破坏的论文对其冲击破坏分析有一定的了解，结合pd方法。

2、第三周：学习近场动力学相关的理论知识和计算方法，学习johnson-cook本构的基本知识，完成开题报告。

3、四到六周:编写近场动力学程序，调试并验证程序的正确性。

4. 参考文献（12篇以上）

4、参考文献

[1] 孙璐妍. 基于近场动力学的金属板稳定性分析方法研究[d].上海交通大学,2014.

[2] 乔丕忠,张勇,张恒,张律文.近场动力学研究进展[j].力学季刊,2017,38(01):1-13.