| 智能复合材料的化学-力学完全耦合理论及有限元计算 |
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| 引用本文： | 林銮,杨庆生.智能复合材料的化学-力学完全耦合理论及有限元计算[J].上海力学,2008,29(1):8-14. |
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| 作者姓名： | 林銮 杨庆生 |
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| 作者单位： | 北京工业大学数值模拟中心,北京100022 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金，北京市中青年骨干教师培养计划专项 |
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| 摘 要： | 许多智能复合材料例如生物组织和聚合物胶体,都表现出多场耦合行为.目前化学-力学耦合理论属于一个比较新的领域,还不成熟.本文主要研究化学一力学耦合行为,并在ABAQUS软件中进行了数值模拟计算.应用力学平衡方程、离子扩散方程和包含力学-化学耦合因素的的本构关系椎导出了力学-化学耦合的等效积分形式,建立力学-化学耦合的有限元方程.在ABAQUS软件中开发用户单元子程序,进行数值模拟.计算结果表明:力学与化学存在着相互耦合作用,浓度变化能引起固体的变形,同样力学作用也能引起浓度重分布:由于耦合作用,固体的有效性能与扩散性质都发生了改变:力学-化学耦合作用过程实际是机械能与化学能之间能量转换过程;最终,研究体中械能与化学能达到相互平衡状态,且质量守恒.本文的理论和方法可应用于模拟生物组织、粘土等材料的力学-化学耦合行为.
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| 关 键 词： | 力学-化学耦合 质量扩散 等积分形式 有效性能 |
| 修稿时间： | 2007年3月4日 |
Theory and FEM Calculation for Full Chemo-Mechanical Coupling Behavior of Smart Material |
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| LIN Luan,YANG Qing-sheng.Theory and FEM Calculation for Full Chemo-Mechanical Coupling Behavior of Smart Material[J].Chinese Quarterly Mechanics,2008,29(1):8-14. |
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| Authors: | LIN Luan YANG Qing-sheng |
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