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本文以不同模量弹性平面问题为例,提出了不同模量弹性力学的有限元法,并指出此法与相同模量的有限元法的异同之处。根本不同点在于不同的弹性矩阵[D]和数值计算的试算法。本文还通过三个具体算例说明不同模量的影响,并与相同模量的有限元法结果加以比较,从中看出新型材料——玻璃钢、陶瓷、塑料、岩石、混凝土,某些特种金属材料等的不同模量性对其工程结构的力学影响。 相似文献
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材料不同模量性对绝缘子的力学影响 总被引:6,自引:1,他引:5
在建立拉、压不同模量空间轴对称问题的有限元法中,建议把弹性矩阵[D]用主应力,主应变和τ_(?)=0,r_(?)=0的方式写成4×4阶矩阵,以利迭代计算.利用这一方法,对我国出口产品大型悬式绝缘子进行了刚度,强度分析,指出材料不同模量性的力学影响.其最大位移分量比相同弹性模量(E~-,μ~-)的计算结果提高了17.3%;最大主应力降低了11.3%,局部降低了69%. 相似文献
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不同模量弹性问题理论及有限元法研究进展 总被引:13,自引:1,他引:12
随着科学技术的日益发展,对材料力学性质的研究提出了更高的要求,研制新型的材料以及挖掘材料自身特性的潜力,已成为新的研究动向.简述了不同模量弹性问题理论及其有限元法的研究与发展.利用等效的概念,对Ambartsumyan有限元计算模型、Jones有限元计算模型、张允真等有限元计算模型、叶志明等计算模型进行改进和探讨.通过不同模量弹性理论及其有限元方法在实际工程构件问题分析中的应用表明,若沿用相同模量弹性理论或有限元对有关问题进行计算,其结果将与采用不同模量模型材料所得的刚度和强度有较大的偏差。 相似文献
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《力学与实践》2004,26(6):93-96
医疗和危险废物高温洁净热处理及环境力学.................................................……,……盛宏至(1.1)纤维增强复合材料结构阻尼研究进展.......................................................……任勇生刘立厚(Lg)生物运动仿生力学与智能微型飞行器........................……,................................……崔尔杰(2.1)不同模量弹性问题理论及有限元法研究进展,.....................................……叶志明陈彤姚文娟(2.9)建筑群环境风场的特性及模拟—风环境模拟研究之--...……,...............……张… 相似文献
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摘要:通过几何的方法构造了在任意多边形上的具有重心型格式的平均值插值函数,并利用Galerkin法提出了应用于弹性问题的重心有限元法。重心有限元法的插值函数在多边形单元间是协调的,能够方便的施加本质边界条件。重心有限元法的插值函数对于不同边数的多边形单元具有统一的表达形式,编程实现简便易行,能够方便的应用于复杂几何区域的求解。通过重心有限元法分别进行了小片试验、悬臂梁和复合材料的有效模量的数值模拟。小片试验的计算精度达到了机器精度;悬臂梁的计算结果与解析解的吻合程度较高;复合材料的有效模量的数值模拟结果与传统有限元和解析解吻合得较好,变化趋势合理。 相似文献
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试验研究了2.5维自愈合C/SiC复合材料的压缩力学行为,根据材料的细观结构特点,建立了压缩载荷下的损伤力学模型,得到了经纬向压缩的非线性应力应变关系,预测结果与试验值吻合较好。结果表明,经向和纬向的力学行为不同,纬向的压应力逐渐增大时,切线模量逐渐增大,压缩强度为270.05MPa,而经向压应力逐渐增大时,层间损伤逐渐发生,经纱承受的弯矩越来越大,切线模量逐渐降低,破坏强度为128.66MPa。 相似文献
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应用于弹性问题的重心坐标有限元法 总被引:1,自引:1,他引:0
通过几何的方法构造了在任意多边形上的具有重心型格式的平均值插值函数,并利用Galerkin法提出了应用于弹性问题的重心坐标有限元法.重心坐标有限元法的插值函数在多边形单元间是协调的,能够方便的施加本质边界条件.重心坐标有限元法的插值函数对于不同边数的多边形单元具有统一的表达形式,编程实现简便易行,能够方便的应用于复杂几何区域的求解.通过重心坐标有限元法分别进行了小片试验、悬臂梁和复合材料的有效模量的数值模拟.小片试验的计算精度达到了机器精度;悬臂梁的计算结果与解析解的吻合程度较高;复合材料的有效模量的数值模拟结果与传统有限元和解析解吻合得较好,变化趋势合理. 相似文献
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针对常规的水工大坝等大型工程结构参数反演需要耗费大量有限元正分析机时的问题,建立了具有较好反演精度和泛化性能的POD-RBF代理模型和快速迭代更新反演算法。基于有限元分析获得足量数据样本,利用POD提取本征向量,并使用RBF方法进行插值得到有限元模型的代理模型;同时结合粒子群算法的全局寻优能力和高斯-牛顿法的快速局部收敛优势,建立了一种新的高效率迭代反演方法,并应用于混凝土大坝分区弹性模量反演。结果表明,该方法适用于大坝等大体积混凝土结构的力学参数反演。同时,相较于传统的单一反演方法,该方法在反演效率和反演精度两方面均显示出优势。 相似文献
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为提高混凝土坝等大体积结构参数反演效率和精度,减少由于应用有限元进行大量正分析而产生的计算机时,建立了一种结合Kriging代理模型和粒子群优化(PSO)算法的迭代更新反演方法。通过拉丁超立方抽样(LHS)方法确定初始样本点的空间分布,并使用有限元正分析获取对应的响应值,构建粗糙的初始代理模型,结合具有全局寻优能力的PSO算法,反演大体积结构的分区弹性模量,随之再代入有限元模型中,计算获取新的位移响应,并将其作为新样本加入到样本集中,通过迭代更新获得局部更高精度的代理模型。工程实际算例表明,该方法对混凝土坝等大体积结构参数反演精度较高和适用性好,且能大幅减少传统有限元模型反演方法所需消耗的正分析机时,提高反演效率。 相似文献
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沥青混凝土有效性能的预测和评估是其在道路工程与大坝防渗等应用中的关键问题。本文利用细观随机建模技术和有限元方法研究了级配曲线对沥青混凝土有效弹性模量的影响。首先,基于改进的蒙特卡洛法分别实现了服从工程筛分级配曲线或给定函数级配曲线的沥青混凝土细观随机模型的高效生成;然后,利用建立的模型分析了骨料的含量、弹性模量和试样尺寸对沥青混凝土的有效弹性模量的影响,并与实验结果进行对比,验证了所建模型的可靠性;从而,预测了在AC-13级配范围内级配曲线的凹凸程度,即粗细骨料的组成比例对沥青混凝土有效弹性模量的影响。结果表明,级配曲线的凹凸程度对其有效弹性模量影响存在较大差异,级配曲线的下凹(粗骨料占比增大)会导致有效弹性模量迅速增大,级配曲线的上凸(细骨料占比增大)也会引起有效弹性模量略有上升;另外提出的随机建模方法可实现对级配曲线,即对粗细骨料组成比例的定制设计. 相似文献
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ANALYTICAL SOLUTION OF BENDING-COMPRESSION COLUMN USING DIFFERENT TENSION-COMPRESSION MODULUS 总被引:4,自引:0,他引:4
Based on elastic theory of different tension-compression modulus, the analyttcal solution was deduced for bending-compression column subject to combined loadings by the flowing coordinate systemaxis, stress, strain andand phased integration methoddisplacement were developed,The formulations for the neutralthe finite element program was compiled for calculation, and the comparison between the result of finite element and analytical solution were given too. Finally, compare and analyze the result of different modulus and the same modulus, obtain the difference of two theories in result, and propose the reasonable suggestion for the calculation of this structure. 相似文献
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Lufeng Yang Bo Yu Yong ping Qiao 《Acta Mechanica Solida Sinica》2009,22(2):109-115
A new strategy for elastic modulus adjustment is proposed based on the element bearing ratio (EBR),and the elastic modulus reduction method (EMRM) is proposed for limit load evaluation of frame structures. The EBR is defined employing the generalized yield criterion,and the reference EBR is determined by introducing the extrema and the degree of uniformity of EBR in the structure. The elastic modulus in the element with an EBR greater than the reference one is reduced based on the linear elastic finite element analysis and the equilibrium of strain energy. The lower-bound of limit-loads of frame structures are analyzed and the numerical example demonstrates the flexibility,accuracy and effciency of the proposed method. 相似文献
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采用含界面相Voronoi单元有限元法,根据广义胡克定律,计算了在给定边界条件下,颗粒增强复合材料的等效弹性常数。建立了含多个随机分布的椭圆形夹杂及界面相的VCFEM模型,分析了夹杂体分比,界面相厚度和界面相弹性模量等因素对颗粒增强复合材料等效弹性常数的影响,并利用普通有限元方法对比验证。结果表明,当界面相弹性模量小于基体与夹杂时,材料的等效弹性模量会随着界面相厚度的增大而减小,随着夹杂体分比的增大而减小,并且界面过薄时,材料的等效弹性模量会随着夹杂体分比的增大而增大;当界面相弹性模量大于基体或夹杂时,材料的等效弹性模量会随着夹杂体分比和界面相厚度的增大而增大。而界面相的厚度和弹性模量对材料的等效泊松比的影响较小,材料的等效泊松比主要受夹杂体分比的影响,与其呈反比关系。 相似文献
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《International Journal of Solids and Structures》2006,43(22-23):6832-6854
In this paper, two different approaches for modeling the behaviour of carbon nanotubes are presented. The first method models carbon nanotubes as an inhomogeneous cylindrical network shell using the asymptotic homogenization method. Explicit formulae are derived representing Young’s and shear moduli of single-walled nanotubes in terms of pertinent material and geometric parameters. As an example, assuming certain values for these parameters, the Young’s modulus was found to be 1.71 TPa, while the shear modulus was 0.32 TPa. The second method is based on finite element models. The inter-atomic interactions due to covalent and non-covalent bonds are replaced by beam and spring elements, respectively, in the structural model. Correlations between classical molecular mechanics and structural mechanics are used to effectively model the physics governing the nanotubes. Finite element models are developed for single-, double- and multi-walled carbon nanotubes. The deformations from the finite element simulations are subsequently used to predict the elastic and shear moduli of the nanotubes. The variation of mechanical properties with tube diameter is investigated for both zig-zag and armchair configurations. Furthermore, the dependence of mechanical properties on the number of nanotubules in multi-walled structures is also examined. Based on the finite element model, the value for the elastic modulus varied from 0.9 to 1.05 TPa for single and 1.32 to 1.58 TPa for double/multi-walled nanotubes. The shear modulus was found to vary from 0.14 to 0.47 TPa for single-walled nanotubes and 0.37 to 0.62 for double/multi-walled nanotubes. 相似文献