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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 78 毫秒
1.
针对非均匀材料力学当前的8个前沿性课题,以各国科学家在第一届国际非均匀 材料力学会议(ICHMM)相关专题讨论会上的发言及总结为红线,介绍了当前国际上在 材料/ 固体力学交叉领域内的一些新的学术思想及研究方向.对多尺度模拟, 新的计算方法, 纳米力学,微结构概率力学,广义连续介质力学理论,材料设计,多孔材料和材料就位特性 的试验技术等的综合性叙述,阐明了非均匀材料力学的一些新的生长点及其发展方法与前 景.  相似文献   

2.
碳纳米管、石墨烯和六方氮化硼等低维材料具有优异的力学和电学性质,已经引起广泛的科学兴趣.然而由电荷、分子轨道、电子结构和自旋态构成的低维材料的局域场与力学变形、机械运动和物理化学环境等外场间往往存在强烈耦合,这导致低维材料会呈现出新颖独特的物理力学性能.论文对近年来碳纳米管、石墨烯和六方氮化硼等低维材料的力学性能、力电耦合与器件原理、表面和界面结构性能调控、层间相互作用、能量耗散和摩擦等物理力学方面的研究进展进行了简要综述,并讨论了利用低维材料多场耦合特性和结构性能关联发展新型功能器件的方法和途径,以及纳米力学和纳尺度物理力学的前沿和发展趋势.  相似文献   

3.
多尺度复合材料力学研究进展   总被引:12,自引:0,他引:12  
多尺度复合材料力学是运用多尺度分析思想研究空间分布非均匀材料力学性能的学科, 近年来,多 组分、多层级先进材料的蓬勃发展和微纳米实验观测手段的不断进步,有力地推动了该学科的研究,论文围绕非均 匀材料力学性能的多尺度分析,首先从微纳米尺度到宏观尺度综述了常用的理论分析方法;接着分别针对非均匀 连续介质和离散体系介绍了常用的多尺度计算模拟方法;然后结合本课题组在纳米复合材料、抗冲击吸能材料、随 机网络材料和多层级自相似材料等方面的研究工作,举例说明了如何综合运用多种方法对各种复杂材料系统进行 多尺度分析;最后,展望了该领域还需进一步发展和完善的若干方向。  相似文献   

4.
材料的各种宏观性能与其内部的微观结构密切相关,如何通过控制材料微结构的分布来提高其性能指标一直是工程界与学术界广泛关注的课题.由于场变量在界面的突变,传统的基于局部理论的突变界面模型在描述材料微结构演化方面存在一定的困难.基于非局部理论的相场法采用扩散界面的概念来描述界面,避开了理论上描述突变界面的困难,在模拟材料内部任意的组织形态和复杂的微结构演化方面具有独特的优点.论文首先介绍相场法的热力学理论基础,包括自由移动边界问题、扩散界面模型、非局部能量泛函、相场动力学方程及其常用求解方法.然后重点介绍铁电、铁磁和多铁性材料微结构演化的相场模拟,同时简要介绍相场法在软物质和锂离子电池材料微结构演化模拟中的应用,最后给出总结和展望.  相似文献   

5.
从阐述重大土木工程结构安全运营面临的挑战性课题------结构多尺度力学问题开 始, 对多尺度力学中的材料多尺度模拟和结构多尺度模拟的工程背景、多尺度特征和关键研 究内容进行比较性评述;在此基础上, 重点介绍了对研究大型土木结构多尺度力学问题可能 有参考价值的材料多尺度模拟和分析方法如周期性异质材料问题的平均化与渐进分析方法、 单位分解法和多尺度重构核函数法, 以及大型土木结构多尺度模拟与分析领域的研究现状, 由此引出结构多尺度力学研究中亟待解决的关键问题并加以评述;通过认识与比较结构多尺 度与材料多尺度问题的共性与个性, 文中综述了在大型土木结构多尺度问题的研究进程中可 供参考的理论与方法, 提出了这类结构多尺度力学问题研究的几个关键科学问题为: 结构多 尺度模拟中的连接与跨越问题、多尺度模型的修正和验证、结构损伤的时间多尺度模拟与分 析、结构强度和损伤失效过程中多尺度分析的跨尺度敏感性与随机性因素, 以及适用于大型 土木结构多尺度模拟和计算分析的实施策略与技术.  相似文献   

6.
桥梁结构劣化与损伤过程的多尺度分析方法及其应用   总被引:4,自引:0,他引:4  
研究桥梁结构多尺度模拟和分析方法对于发展重大桥梁结构损伤检测与状态评估方法以确保其安全运营是至关重要的.本文综述和总结了作者及其课题组多年来在桥梁结构劣化与损伤过程分析领域的研究工作.包括:系统地提出了针对大型桥梁结构损伤劣化过程分析需求的结构多尺度问题,研究证实了结构损伤与劣化过程分析可以通过结构一致多尺度模拟和时空多尺度分析来实现;提出了针对大型桥梁结构多尺度模型的多因素、多目标同步模型修正技术,指出多尺度模型修正必须对各分析目标敏感的多种因素同步优化,同时交叉验证修正后模型对该级修正目标和对其它模拟目标的复现与预测能力.提出了基于结构一致多尺度模拟和结构健康监测信息进行结构劣化分析的方法并应用于两个重大桥梁工程结构的疲劳损伤分析与评估.最后,指出在此领域中还要很多问题亟待解决,尤其是如何模拟损伤从材料与结构中的细观层次的缺陷演化发展到结构局部乃至整体失效的过程,建立结构损伤演化与失效过程的跨尺度分析理论与方法.  相似文献   

7.
A15型Nb3Sn超导体是制造高场( > 10 T)超导磁体线圈的主要材料, 被广泛应用于磁约束可控核聚变、高能物理等强磁场超导磁体装备制造领域. 力学变形诱导的Nb3Sn超导临界性能退化给高场超导磁体装备的电磁性能指标和安全稳定运行造成了极其不利的影响. 鉴于Nb3Sn超导体具有复杂的多尺度结构特征, 不同尺度下变形与超导电性能耦合行为是相互关联的, 本文建立了考虑微/细/宏观关联的非线性力电磁耦合本构模型, 提出了从原子尺度A15晶体结构到超导体微结构到宏观非均质Nb3Sn复合超导体的多尺度模拟模型. 基于多晶体有限元方法, 对静水压加载条件下Nb3Sn多晶体超导临界温度衰退和单轴拉压加载条件下Nb3Sn复合多晶体临界性能衰退行为进行了模拟预测, 预测结果与实验观测结果定性吻合. 该模型揭示了Nb3Sn复合超导体变形-超导电性能多尺度耦合机理, 实现对高场超导体力、电、磁、热耦合行为的预测, 有助于提高对A15型金属间化合物高场超导复合材料力、电、磁、热多尺度耦合行为的认识和描述能力, 为强磁场超导磁体的设计与制造提供有力的理论支撑.   相似文献   

8.
辐照条件下,高能粒子在金属材料内部引入稠密的辐照缺陷,导致材料力学性能严重退化,缩短材料服役寿命,是辐照材料研究的关键问题。辐照缺陷多处在纳米尺度,故分子动力学方法是模拟辐照缺陷的有力工具,近年来被广泛用于研究辐照缺陷演化。本文总结了金属材料中辐照缺陷演化的分子动力学研究进展,介绍了级联碰撞、点缺陷、空洞、氦泡、Frank位错环、层错四面体等辐照缺陷,及其与位错、晶界等微结构的相互作用。分子动力学方法揭示的机制与模型,深化了学界对辐照效应的认识,有助于提高辐照材料力学性能和设计耐辐照材料。  相似文献   

9.
辐照条件下,高能粒子在金属材料内部引入稠密的辐照缺陷,导致材料力学性能严重退化,缩短材料服役寿命,是辐照材料研究的关键问题。辐照缺陷多处在纳米尺度,故分子动力学方法是模拟辐照缺陷的有力工具,近年来被广泛用于研究辐照缺陷演化。本文总结了金属材料中辐照缺陷演化的分子动力学研究进展,介绍了级联碰撞、点缺陷、空洞、氦泡、Frank位错环、层错四面体等辐照缺陷,及其与位错、晶界等微结构的相互作用。分子动力学方法揭示的机制与模型,深化了学界对辐照效应的认识,有助于提高辐照材料力学性能和设计耐辐照材料。  相似文献   

10.
磁电复合材料的力学实验与理论研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
磁电复合材料同时具备铁磁、铁电性,并且具有磁电耦合效应,在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储等领域有着广泛的应用前景,已成为目前功能材料领域新的研究热点.论文对磁电复合材料在力电磁多场耦合下的力学行为研究的最新进展进行总结和回顾.着重介绍磁电复合材料的磁电耦合效应实验以及多场耦合微纳米力学实验仪器的研制和表征方法.同时,也阐述了磁电复合材料在多场耦合本构理论、失效断裂理论以及多尺度计算方面的研究进展.最后,总结已有研究存在的不足,就目前有待解决科学问题的进一步研究提出建议.  相似文献   

11.
12.
幂强化材料和超弹性材料组合球体中孔穴的动态生成   总被引:1,自引:0,他引:1  
在简单加载条件下,研究幂强化材料和超弹性材料组合球体中的动态孔穴生成和增长问题,首先在有限变形动力学的框架下建立了相应的非线性数学模型,得到了应力的表达式,利用变量变换的方法求得了外加载荷和孔穴半径之间的一个精确的微分关系式,证明了当突加载荷超过其临界值时,球体内部有孔穴的突然生成,并随时间呈现非线性的周期振动.通过数值计算,分析了材料参数和球体的半径比对孔穴生成和增长的影响,并与相应的静态结果进行了比较.结果发现,惯性力的影响降低孔穴生成的临界载荷,而且材料的塑性对孔穴生成和增长有明显的影响.  相似文献   

13.
固化物质导数与标架旋率   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文提出了固化物质导数的概念,导出了标架旋率的一般公式,阐述了标架单位矢量的固化物质导数与一般物质导数的区别,以变形率标架为例讨论了两种导数的差异,并论述了标架旋率与其相应的变形张量率的关系。  相似文献   

14.
在这篇文章里,R.G Muncaster的零维弹性体被推广到一般的高阶零维物质体。从非极连续介质力学理论出发,我们推出了零维物质体的所有平衡方程和热力学不等式。再从这些方程和不等式推出微态物质体的相应平衡方程和热力学不等式。这样,我们在零维物质体理论和微态物质体理论之间建立了一个类似于刚性质点力学和古典非极连续介质力学之间关系的关系。  相似文献   

15.
Jones-Nelson模型是复合材料物理非线性应力应变关系的一种描述方法,它通过建立材料刚度与应变能密度的关系以及考虑纤维增强复合材料的物理非线性问题,非线性的材料矩阵只为应变能的子数,使得材料模型可以方便地应用地复杂应力状态下,通过 在大变形的应变应力变量和变泊松比概念,对Jones-Nelson模型进行了改进,解决了材料特性的扩展问题和收敛问题,同时考虑了大变形中纤维铺设角度的重新取向,使其  相似文献   

16.
含微裂纹和椭球颗粒介质的强度及本构关系   总被引:8,自引:0,他引:8  
李文方  杜善义 《力学学报》1994,26(5):541-550
针对含随机分布微裂纹及椭球颗粒的复合材料,通过考虑椭球颗粒内的本征应变及其与微裂纹的相互作用,利用等效夹杂方法研究了微裂纹损伤对材料有效模量和强度的影响,推导了复合材料的细观应力场及本构关系,并导出了材料破坏的临界条件.  相似文献   

17.
本文建立了单轮负载、平台拖动式的台架实验装置,并开展了验证实验。该装置主要包括固定框架、吊篮、活动平台、机轮夹持组件和传感器。将拦阻材料安装在活动平台上,通过牵引活动平台实现机轮对拦阻材料的碾压。该装置可以更换不同机轮、安装不同性能的拦阻材料;实验条件包括机轮胎压、机轮承重等参数;传感器可以测量实验过程中机轮受到的拦阻力、机轮压入深度等参数。该装置可以为研究机轮规格、胎压、承重、拦阻材料性能等对拦阻力的影响提供实验手段。验证实验结果表明,所建立的装置可以满足机轮与特性拦阻材料力学模型研究的需要。  相似文献   

18.
不可压缩超弹性止水材料的粘弹性计算方法研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
发展改进了研究不可压缩超弹性材料的Mooney-Rivlin公式,把材料参数假设成是随时间变化的粘弹性函数,并讨论了粘弹性函数的推导方法,通过工程实例进行了实验计算,并将计算结果与应力松弛试验进行了比较.结果表明,用改进Mooney-Rivlin公式可以简便有效地计算该类材料的粘弹性问题,为解决工程实际问题提供了新的途径.  相似文献   

19.
含正交排列夹杂和缺陷材料的等效弹性模量和损伤   总被引:3,自引:0,他引:3  
赵爱红  虞吉林 《力学学报》1999,31(4):475-483
研究含正交排列夹杂和缺陷材料的等效弹性模量和损伤,推导了以Eshelby-Mori-Tanaka方法求解多相各向异性复合材料等效弹性模量的简便计算公式,针对含三相正交椭球状夹杂的正交各向异性材料,得到了由细观参量(夹杂的形状、方位和体积分数)表示的等效弹性模量的解析表达式.在此基础上,提出了一个宏细观结合的正交各向异性损伤模型,从而建立了以细观量为参量的含损伤材料的应力应变关系.最后,对影响材料损伤的细观结构参数进行了分析.  相似文献   

20.
滑移爆轰问题无网格MPM法数值模拟   总被引:2,自引:1,他引:1  
利用MPM(material point method)计算方法,以爆炸焊接作为实例,对炸药滑移爆轰过程和金属飞板与基板之间的碰撞变形进行了数值模拟.并将无网格MPM法的数值计算结果与近似解析公式的计算结果进行了比较,二者基本吻合,有力地证明了无网格MPM法在求解爆炸冲击问题中的有效性和健壮性.  相似文献   

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