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共有20条相似文献,以下是第1-20项 搜索用时 203 毫秒

1.  复合材料中的渐近均匀化方法  被引次数:7
   潘燕环 嵇醒《上海力学》,1997年第18卷第4期
   本文将非均质弹性体的渐近均匀化方法应用于复合材料的宏观与细观分析之中。该方法基于平均化的思想,将复合材料视作由周期性的细观结构所构成,其场变量依赖于宏观和细观两个尺度的坐标变量而变化。通过建立位移和应力的渐近表达式,推导出关于周期性基元的细观平衡方程和细观本构关系,并与有限元数值方法相结合,得到材料的宏观等效性能和细观应力分布。对典型算例的分析,反映出该方法的有效性及准确性。    

2.  纺织复合材料和结构多尺度耦合的数值分析  
   田俊  周储伟《计算力学学报》,2010年第27卷第6期
   研究了纺织复合材料和结构多尺度耦合的数值分析模型。建立了微、细观单胞,给出了纺织复合材料平均弹性常数的逐级分析方法,着重研究了由宏观结构、到细观纤维束、再到微观纤维三个尺度耦合的应力分析方案。对于常用的板壳状纺织复合材料结构,在面内载荷下,假设每层细观单胞的平均面内应变是一致的,在弯曲、横向剪切及扭曲等非面内载荷下,在内力等效条件下将沿厚度方向连续分布的宏观应力简化为阶梯状分布,忽略了每层细观单胞范围内宏观应力沿厚度方向的梯度变化,由此利用细观单胞模型实现宏观应力与细观应力之间的传递,再利用微观单胞可得到纤维尺度的微观应力。最后以一种三维机织复合材料为例,用上述多尺度耦合的模型逐级分析了材料的平均弹性常数,并沿相反方向,由宏观结构分析逐级计算出纤维束尺度和纤维尺度的细、微观应力的局部波动。    

3.  反映材料微观结构效应的宏观动力特性分析  被引次数:2
   曹志远  傅志平《应用力学学报》,2002年第19卷第4期
   探讨了实现复合材料细观结构与构件宏观动力特性直接关联的细观元法。细观元法先进行宏观单元剖分,然后分析细观结构,将微结构力学量转化为宏观结点量计算。该方法不增加自由度,但使得微结构层次上任意铺设方式和任意微小变化均能在宏观动力特性上得到反映。    

4.  基于均匀化理论韧性复合材料塑性极限分析  被引次数:4
   李华祥  刘应华  冯西桥  岑章志《力学学报》,2002年第34卷第4期
   运用细观力学中的均匀化方法分析了韧性复合材料的塑性极限承载能力.从反映复合材料细观结构的代表性胞元入手,将均匀化理论运用到塑性极限分析中,计算由理想刚塑性、Mises组分材料构成的复合材料的极限承载能力.运用机动极限方法和有限元技术,最终将上述问题归结为求解一组带等式约束的非线性数学规划问题,并采用一种无搜索直接迭代算法求解.为复合材料的强度分析提供了一个有效手段.    

5.  复合材料导向叶片的结构与材料一体化优化设计  
   孙杰  宋迎东  孙志刚《固体力学学报》,2011年第32卷第6期
   将材料细观结构优化和宏观结构优化结合起来,从结构与材料两个尺度出发,发展复合材料导向叶片的结构与材料一体化优化设计方法.在建立平纹编织复合材料细观结构分析模型的基础上,采用细观力学有限元法进行材料刚度性能预测,热-固耦合分析方法进行涡轮导向叶片结构分析.同时以细观结构参数和宏观结构参数为设计变量,以叶片质量最小为优化目标,并要求满足应力和位移方面的约束,进行编织复合材料导向叶片的结构与材料一体化优化设计.    

6.  基于迭代法的非线性弹性均质化研究  
   侯淑娟  梁慧妍  汪全中  韩旭《力学学报》,2018年第4期
   微观结构对复合材料的宏观力学性能具有至关重要的影响,通过合理设计复合材料微观结构可以得到期望的宏观性能.均质化方法作为一种有效的设计方法,它从微观结构的角度出发,利用均匀化的概念,实现了对复合材料宏观力学性能的预测和设计.而当考虑非线性因素,均质化的实现就非常困难.本文利用双渐近展开方法,将位移按照宏观位移和微观位移展开,推导了非线性弹性均质化方程.通过直接迭代法,对非线性弹性均质化方程进行了求解,并给出了具体的迭代方法和实现步骤.本文基于迭代步骤和非线性弹性均质化方程编写MATLAB程序,对3种典型本构关系的周期性多孔材料平面问题进行了计算,对比细致模型的应变能、最大位移和等效泊松比,对程序及迭代方法的准确性进行了验证.之后对一种三元橡胶基复合材料进行多尺度均质化,将其分为芯丝尺度和层间尺度.用线弹性的均质化方法得到了芯丝尺度的等效弹性参数,并将其作为层间尺度的材料参数.在层间尺度应用非线性弹性均质化方法对结构进行计算,得到材料的宏观等效性能,并以实验结果为基准进行评价.    

7.  基于细观力学方法的混凝土热膨胀系数预测  被引次数:2
   张子明  张研  宋智通《计算力学学报》,2007年第24卷第6期
   建立混凝土材料的有效性质与微结构参数之间的关系,是混凝土材料优化设计的基础。本文用细观力学方法对复合材料宏观有效热膨胀系数进行研究,得到了含有一球形夹杂物的无限大介质在均匀变温作用下的应力场。假定混凝土为由骨料和砂浆基质组成的二相复合材料,根据混凝土宏观体积热膨胀量与组成混凝土的各相介质细观体积热膨胀量相等的原则,采用基于Mori-Tanaka方法的混凝土宏观有效剪切模量,推导出混凝土有效热膨胀系数的解答。对稀疏解法、自洽方法和有限单元数值试验结果的比较说明,本文提出的基于自洽方法的混凝土宏观有效热膨胀系数的理论公式能够较好的描述混凝土的热学特性,该方法可以推广到多相复合材料宏观有效热膨胀系数的预测中。    

8.  三维五向编织复合材料渐进损伤分析及强度预测  被引次数:2
   徐焜  许希武《固体力学学报》,2010年第31卷第2期
   基于五向编织复合材料连续体细观结构单胞,提出了材料的三维渐进损伤分析模型,采用非线性有限元方法并结合均匀化平均思想,建立了三维五向编织复合材料的强度预测胞元模型.经研究典型编织角材料在拉伸载荷作用下细观损伤的发生及演化过程,分析了材料的细观失效机理,获得了材料的宏观拉伸应力应变曲线和极限破坏强度,并详细探讨了工艺参数编织角对材料宏观力学性能的影响规律.    

9.  基于均匀化理论的混凝土宏细观力学特性研究  被引次数:4
   唐欣薇  张楚汉《计算力学学报》,2009年第26卷第6期
   在细观层次上将混凝土视为由砂浆基质、骨料及其界面组成的三相复合材料,在此基础上,采用有限元方法,对混凝土弹性本构关系进行数值模拟,利用位移渐近展开技术和均匀化理论建立了多尺度力学框架下的有限元平衡方程,重点考察了单胞尺寸对宏观力学性能的影响,得到了相对最大骨料粒径的最小单胞尺寸,即5~10倍最大骨料粒径.作为例证,对混凝土三点弯梁进行了宏细观尺度数值仿真研究,结果表明:基于本文方法可以较好地反映混凝土的宏观力学行为.此外,由于骨料、砂浆的相互作用,应力分布呈现出宏观渐变平滑与细观局部突变的特征.    

10.  确定复合材料宏观屈服准则的细观力学方法  被引次数:4
   李华祥  刘应华  冯西桥  岑章志《固体力学学报》,2002年第23卷第2期
   运用细观力学中的均匀化方法,分析了含周期性微结构复合材料的宏观屈服准则,并对Hill-Tsai准则进行了修正。从基于复合材料细观结构的代表性胞元入手,运用塑性极限理论中的机动分析以及有限元方法,计算了细观结构的极限载荷域。通过宏细观尺度对应关系,得到复合材料的宏观屈服准则。    

11.  单轴压缩条件下混凝土细观损伤演化机理的CT试验研究  
   田威  党发宁  陈厚群《实验力学》,2011年第26卷第1期
   混凝土是一种非均质的材料,在细观层次上将混凝土看作由骨料、砂浆和两者之间的界面组成的三相复合材料。本文在对混凝土进行单轴压缩试验的基础上,根据CT扫描图像反映的细观破损过程,分析了基于CT数平均值变化规律的特点;将混凝土材料的损伤过程进行了分段,提出了损伤变量的提取方法。随后结合试验得到的宏观应力应变曲线,经过拟合得到损伤变量与宏观应变的关系公式,建立了新的分段损伤演化方程及损伤本构模型。通过对比分析,验证了损伤变量的计算结果和试验结果整体吻合较好。以此深入研究了混凝土材料细观破损机理。    

12.  混凝土静态力学性能的细观力学方法述评  被引次数:1
   杜修力  金浏《力学进展》,2011年第41卷第4期
   混凝土力学特性是大坝、海洋平台等工程结构抗震设计及仿真分析的前提条件之一,也是目前研究的薄弱环节. 混凝土是一种典型的非均质材料,其宏观力学特性由细观组成来决定.本文总结了目前研究混凝土宏观力学特性的细观力学分析方法,细观有限元法及理论分析法; 阐述了界面过渡区(ITZ)对混凝土性能的影响,简单介绍了混凝土界面过渡区问题的研究现状;介绍了作者提出的混凝土宏观力学性能研究的细观单元等效化分析方法.最后对其未来发展的一些方向和有待进一步研究的问题作了总结.    

13.  混凝土细观随机骨料结构与有限元网格剖分  被引次数:21
   王宗敏  邱志章《计算力学学报》,2005年第22卷第6期
   在细观层次上,混凝土被认为是一种由粗骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所组成三相非均质复合材料。本文首先基于蒙特卡罗随机抽样原理,用“取和放”方法在计算机上产生形状、尺寸和骨料颗粒分布与真实混凝土相似的随机骨料结构,再使用有限元分析软件ANSYS对骨料区域及砂浆区域分别划分网格,并编程在骨料和砂浆之间生成三角形三结点可控制厚度粘结单元,从而使三相网格缝合为一个整体,为混凝土非线性有限元分析提供可靠的细观计算模型。最后利用建立的模型进行混凝土轴心受拉和轴心受压的仿真模拟,在细观层次研究的基础上揭示出混凝土的宏观力学性能。    

14.  非均匀微极介质的有效性质分析  被引次数:5
   胡更开  刘晓宁  荀飞《力学进展》,2004年第34卷第2期
   首先讨论了不同尺度关系下宏细观过渡方法,然后重点介绍了尺度关系满足L>>l>>A ≈lm时(适用于金属基复合材料,泡沫基复合材料和纳米复合材料等),构元材料看作微极介质,而均质化后的材料仍可看作传统Cauchy介质时的解析弹塑性细观力学方法.在这样的理论框架下,细观结构的尺度影响可作为变量引入细观力学模型,并且当A>>lm 时,该方法自然退化成传统的细观力学方法.    

15.  一种基于平均场理论的格栅材料均匀化方法  
   刘其鹏  刘晓宇《应用力学学报》,2014年第1期
   将颗粒材料中发展的一种基于平均场理论的解析均匀化方法应用于二维周期格栅材料;依据尺度分离原理和统计均匀表征元概念构建了格栅材料的两尺度均匀化模型,包括细观杆件单元的本构关系、细观位移-宏观应变关系式以及应力的细观力学表达式;推导了两种二维周期格栅材料等效弹性参数包括弹性模量、泊松比和剪切弹性模量的细观力学表达式。结果表明:等边三角形结构等效为各向同性连续体时,弹性参数表达式与文献中其他方法所得结果一致;正方形结构均匀化为正交各向异性连续体时,主平面内弹性模量等于杆件单元轴向刚度,泊松比和剪切弹性模量分别由杆件单元的泊松比和剪切刚度决定,符合正方形格栅材料的力学特性;对于非主平面内的正方形本构矩阵,选取坐标轴与材料主轴夹角为45°的方向为例进行推导,本文方法与坐标变换方法所得结果一致。以上结果均验证了本文所发展方法的有效性。    

16.  基于遗传算法的复合材料细观结构拓扑优化设计  被引次数:2
   宋迎东  孙杰  孙志刚  高希光《固体力学学报》,2009年第30卷第4期
   利用高精度通用单胞模型将复合材料的细观拓扑结构与宏观力学性能结合起来,采用遗传算法对复合材料的细观结构进行优化,发展了基于遗传算法的复合材料细观结构拓扑优化设计方法.以材料的宏观力学性能为优化目标,从随机的初始细观结构出发,对复合材料纤维体积百分比进行约束,经过迭代获得满足设计要求的代表性体积单元.在优化过程中,对遗传算法的交叉过程作了较大的改进,实现了复合材料细观拓扑结构的任意变化,提高了对可行域的搜索效率.分别以极限剪切模量和泊松比为优化目标,验证了所提出优化方法的正确性和有效性.    

17.  混凝土材料宏观力学特性分析的细观单元等效化模型  被引次数:5
   杜修力  金浏《计算力学学报》,2012年第29卷第5期
   提出了一种混凝土材料宏观力学特性分析的新方法—细观单元等效化模型。该方法从描述混凝土材料的细观尺度入手,采用Monte Carlo法生成由骨料颗粒及砂浆基质组成的混凝土试件的随机骨料模型;然后,依据混凝土材料特征单元尺度来剖分有限元网格并投影到建立的随机骨料模型上,各细观单元的有效力学特性则采用复合材料等效化方法来确定。本文方法体现了材料非线性宏观力学特性源于其内在的不均匀性这一认识,而对不均匀性的描述则是以网格剖分是否影响其宏观力学特性为准则。因此,本文方法较其他细观力学方法最大的优点在于极大地减小了体系自由度数目(特别是对于三维问题),从而提高了计算效率。算例分析初步验证了本文方法的高效性。    

18.  中等组分网状结构局部微变对功能梯度板三维动力特性的影响  
   程红梅  曹志远《应用力学学报》,2010年第27卷第2期
   利用细观元方法根据材料实际金相图片信息进行材料参数输入,对发生局部网格变化的功能梯度板件进行三维动力特性分析,完成了材料细观结构与构件宏观响应间的跨尺度分析.细观元法在结构的常规有限元内部设置密集的细观单元来反映材料细观构造,此方法可实现材料细观结构到构件宏观响应的直接过渡分析,为具有细观结构微观变化的功能梯度板件的分析提供一种新的工具.利用细观元法对具有中等组分网状结构发生局部微变的功能梯度板进行三维动力特性分析,给出其固有频率及振型的三维分布,特别是功能梯度板应力振型的平面等值线图差异,得到较好的结果.    

19.  基于变位移约束的结构材料优化设计  
   赵志军  荣见华  黄方林  俞燎宏《应用力学学报》,2016年第6期
   针对质量最小化、位移为约束条件的结构材料优化问题,提出了一种变位移约束的结构材料拓扑优化方法.采用分式有理式识别结构材料单元特性参数,以细观单元拓扑变量倒数为设计变量,结合均匀化方法求出宏观结构单元的等效刚度矩阵以及其对细观单元设计变量的导数,进而得到位移的一阶近似展开式.结合变约束限的思想,得到了以结构质量作为目标函数、位移作为约束条件的连续体细观结构拓扑优化近似模型;并采用对偶方法进行求解.对几种典型结构,进行了考虑单个和多个位移约束的结构材料优化设计,所得结果验证了本文方法的有效性和可行性.    

20.  复合材料的宏观性能与参数设计  被引次数:5
   杨庆生 陈浩然《力学与实践》,1996年第18卷第3期
    本文综述了预测复合材料宏观性能──有效刚度的几类方法:自洽模型、单胞模型以及它们的结合──自洽有限元法.阐述了复合材料发生弹塑性变形时的有关力学问题.基于细观力学的定量分析结果,探讨了面向材料宏观刚度的细观结构参数设计的基本原则,以期对建立复合材料细观结构设计的力学和数学模型有所启发.    

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