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硅橡胶泡孔材料在压缩条件下的多尺度模拟 被引量：5
1
作者 王沪毅 胡文军 杨玉明 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期376-379,348,共5页
本文基于多尺度方法,研究硅橡胶泡孔材料在压缩条件下的力学行为。首先对基体材料即硅橡胶进行单轴压缩试验,拟合试验数据并得到基体材料的唯象本构关系。据此模拟细观胞元结构的单轴压缩过程,并将模拟所得的应力应变关系植入均匀化后... 本文基于多尺度方法,研究硅橡胶泡孔材料在压缩条件下的力学行为。首先对基体材料即硅橡胶进行单轴压缩试验,拟合试验数据并得到基体材料的唯象本构关系。据此模拟细观胞元结构的单轴压缩过程,并将模拟所得的应力应变关系植入均匀化后的宏观有限元模型。结果表明宏观模型的有模元模拟结果与两组泡孔材料的试验数据均吻合良好。本文分析了误差产生的原因,并说明随着试样孔隙率的增加,模拟结果与试验数据之间的误差增大。最后,本文预测了不同孔隙率的硅橡胶泡孔材料在压缩条件下的应力-应变关系。本研究中采用的多尺度方法计算效率高,且适用于任意泡孔形状和泡孔密度的聚合物多孔材料。 展开更多
关键词 多尺度 硅橡胶 泡孔材料 压缩
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数值模拟中细观泡孔构型对硅橡胶泡沫材料力学性能的影响 被引量：2
2
作者 王沪毅 胡文军 尹益辉 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期112-116,共5页
基于有限元方法模拟准静态单轴压缩过程中硅橡胶泡沫材料的力学响应,并基于硅橡胶泡沫材料的泡孔特征,建立具有均匀分布且球孔尺寸一致的周期性物理模型,采用多尺度结合有限元数值方法进行模拟。根据已有的实验数据,拟合了实体硅橡胶材... 基于有限元方法模拟准静态单轴压缩过程中硅橡胶泡沫材料的力学响应,并基于硅橡胶泡沫材料的泡孔特征,建立具有均匀分布且球孔尺寸一致的周期性物理模型,采用多尺度结合有限元数值方法进行模拟。根据已有的实验数据,拟合了实体硅橡胶材料的唯像本构方程。多尺度模拟研究中,建立了四种不同的细观泡孔单元,模拟了四种细观泡孔单元在准静态单轴压缩条件下的力学响应。模拟结果表明,四种细观泡孔单元均具有典型的超弹性力学特性,不同泡孔构型能造成细观模型力学响应的显著差异,四种细观泡孔单元中应力最大差值超过300%。细观模型的力学性能通过数据传递机制传输到均匀化的宏观模型后,采用有限元方法对宏观模型进行数值模拟。结果表明:宏观模型具有典型的超弹性力学特性,不同的细观泡孔构型能导致宏观模型力学响应的显著差异,其中应力最大差值超过300%。 展开更多
关键词 有限元 准静态 单轴压缩 硅橡胶泡沫 多尺度模拟
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位错在金刚石—硅复合材料中引起的应力场 被引量：1
3
作者 王沪毅 杨玉明 +1 位作者 胡文军 李建国 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期428-437,共10页
研究中利用镜像法建立物理模型。将复合材料转化为两个无限大体结构,并在界面位置上分布相应的位错密度函数。基于Stroh formalism得到各向异性场中的控制方程。通过构造解的形式,求得封闭的位错密度函数的解,最终得到应力场理论解。通... 研究中利用镜像法建立物理模型。将复合材料转化为两个无限大体结构,并在界面位置上分布相应的位错密度函数。基于Stroh formalism得到各向异性场中的控制方程。通过构造解的形式,求得封闭的位错密度函数的解,最终得到应力场理论解。通过检验边界条件验证所得结果的正确性。讨论位错位置、位错混合度和晶向方向对界面上应力σ12、σ22和σ23的影响,同时给出解偶和耦合情况下位错产生的应力分布。所得结果通用于该类型各向异性复合材料,也可用于研究相关的位错动力学问题。 展开更多
关键词 镜像法 复合材料 位错密度函数 各向异性
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硅橡胶泡沫材料与刚性面准静态摩擦接触数值分析研究 被引量：1
4
作者 王沪毅 胡文军 邱勇 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1490-1494,共5页
基于有限元方法模拟研究硅橡胶泡沫材料与刚性接触面在准静态摩擦接触过程中的力学性能。基于多尺度方法建立与实际泡孔结构相符的细观模型-单胞泡孔模型。考虑泡孔壁之间摩擦因素,计算获得细观模型的力学性能。将细观模型性能通过数据... 基于有限元方法模拟研究硅橡胶泡沫材料与刚性接触面在准静态摩擦接触过程中的力学性能。基于多尺度方法建立与实际泡孔结构相符的细观模型-单胞泡孔模型。考虑泡孔壁之间摩擦因素,计算获得细观模型的力学性能。将细观模型性能通过数据传递机制植入宏观模型,据此模拟研究硅橡胶泡沫材料与刚性加载面相互作用时的压缩载荷和结构变形情况,并讨论界面摩擦因数对该材料力学性能的影响。模拟结果表明,摩擦因数对硅橡胶泡沫材料的准静态单轴压缩力学性能影响较小,且所得模拟结果与实验结果吻合良好。 展开更多
关键词 有限元 硅橡胶泡沫材料 刚性接触面 摩擦接触 多尺度
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高压管道黄土塌陷情况下的力学分析与计算 被引量：25
5
作者 王峰会 赵新伟 王沪毅 《油气储运》 CAS 北大核心 2004年第4期6-8,共3页
根据Winkler线性理论 ,建立了黄土塌陷时管道与土相互作用的力学模型。考虑了管道自重、内压、上方黄土和黄土的内聚力等对管道的作用 ,计算了不同长度管道的应力分布 。
关键词 高压管道 内聚力 黄土高原 土地塌陷 有限元计算模型 支撑力
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600g-t土工离心机吊篮力学分析与强度设计 被引量：2
6
作者 杨玉明 刘远东 王沪毅 《装备环境工程》 CAS 2015年第5期45-49,共5页
目的：对600g-t土工离心机的吊篮各部件开展力学分析与强度设计。方法基于土工离心机的吊篮结构初始设计方案，利用Ansys有限元分析软件，采用非线性接触算法开展吊篮优化力学分析。结果通过优化设计，吊篮结构相对于初始结构各部件的... 目的：对600g-t土工离心机的吊篮各部件开展力学分析与强度设计。方法基于土工离心机的吊篮结构初始设计方案，利用Ansys有限元分析软件，采用非线性接触算法开展吊篮优化力学分析。结果通过优化设计，吊篮结构相对于初始结构各部件的最大应力下降39%~59%。结论优化后的吊篮结构满足强度要求。 展开更多
关键词 土工离心机 吊篮 接触非线性 优化设计
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Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金粉/硅橡胶复合材料薄片的压缩行为研究 被引量：1
7
作者 尹益辉 吴菊英 +1 位作者 王沪毅 高洋 《绵阳师范学院学报》 2016年第5期1-5,20,共6页
Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B9合金粉/硅橡胶压磁复合材料是针对特种界面接触压力测量研发的新型传感材料,为了将该种材料的薄片作为传感器敏感元,需要认识薄片的力学行为.本文对该种压磁复合材料单层薄片试样和多层薄片重叠组合试样进... Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B9合金粉/硅橡胶压磁复合材料是针对特种界面接触压力测量研发的新型传感材料,为了将该种材料的薄片作为传感器敏感元,需要认识薄片的力学行为.本文对该种压磁复合材料单层薄片试样和多层薄片重叠组合试样进行压缩实验和有限元数值模拟,获得了不同试样的压缩应力-应变曲线.通过对这些曲线的分析、比较,获得了如下认识:薄片的单向压缩应力-应变曲线存在近似线性段,且近似线性段具有一定的长度和足够弱的非线性程度;单层试样应力-应变曲线的近似线性段的斜率随厚度增大而减小;由厚度量级相同的若干单层重叠组成的试样,层数越多,则近似线性段的斜率越小;总厚度相同但层数不同的试样,层数越多,则近似线性段的斜率越大.以上的研究结果对于传感器设计、标定、控制及使用具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 层间压力传感器 敏感元 压磁敏感复合材料薄片 压缩应力-应变曲线 近似线性段斜率
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加载面曲率对柔性压磁材料薄片力学性能的影响
8
作者 尹益辉 吴菊英 +1 位作者 王沪毅 高洋 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1016-1020,共5页
在曲率较大的柱形或球形凸、凹接触界面之间的压力测量过程中,一般会将测试前呈平直薄片的柔性传感器敏感元压至与被测表面面型一致,这样就会因敏感元自身面型变化而引入测量误差。这是这类接触界面压力测量传感器研制中必须关注的问题... 在曲率较大的柱形或球形凸、凹接触界面之间的压力测量过程中,一般会将测试前呈平直薄片的柔性传感器敏感元压至与被测表面面型一致,这样就会因敏感元自身面型变化而引入测量误差。这是这类接触界面压力测量传感器研制中必须关注的问题。针对这一背景,以圆柱形接触界面为例,采用作者以前建立的含柔性泡沫元件组合结构的近似数值分析方法,建立凸圆柱面-柔性压磁材料薄片-凹圆柱面的有限元模型,通过数值模拟和相应实验,得到了不同曲率圆柱面加载下柔性压磁敏感材料薄片所受轴向压缩应力与轴向压缩应变之间的关系。结果表明,加载面曲率越小,应力-应变曲线的近似线性段的斜率就越大,在加载面曲率半径大于20 mm时,其影响基本可以忽略。该结果对于将柔性压磁敏感材料薄片作为敏感元开发大曲率柱形或球形接触界面之间的压力测量传感器具有理论指导意义。 展开更多
关键词 接触界面曲率 柔性压磁敏感材料 力学特性 传感器敏感元 柱面形接触界面压力传感器
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基于氦泡与位错密度演化的老化δ-Pu静力学本构模型 被引量：2
9
作者 晏顺坪 余勇 +1 位作者 王沪毅 赵丰鹏 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期59-63,共5页
δ-Pu材料由于钚元素a衰变发生自辐照老化，随着老化时间增加，材料微结构和宏观力学性质发生变化．氦泡作为自辐照的主要产物，通过阻碍位错运动实现对δ-Pu力学性质的影响．文中首先通过钚材料级联衰变规律建立氦泡体积分数与老化时... δ-Pu材料由于钚元素a衰变发生自辐照老化，随着老化时间增加，材料微结构和宏观力学性质发生变化．氦泡作为自辐照的主要产物，通过阻碍位错运动实现对δ-Pu力学性质的影响．文中首先通过钚材料级联衰变规律建立氦泡体积分数与老化时间的关系，然后将氦泡对位错运动临界剪切应力的影响和氦泡长大规律引入本构方程，获得基于位错密度演化的δ-Pu静力学本构方程组．拟合实验数据得到本构模型参数．最后，通过模型计算获得不同老化时间下δ-Pu的应力应变关系． 展开更多
关键词 δ-Pu 自辐照 氦泡 本构模型
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形状记忆合金单晶细观本构关系的一种相变动力学模型及算法 被引量：2
10
作者 陈斌 彭向和 +1 位作者 王军 王沪毅 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期8-16,共9页
形状记忆合金是由马氏体相和奥氏体相组成的非均质材料,热力载荷及相变不可避免地在材料中引起残余微应力场,它与外界驱动力的叠加可能导致低应力水平下发生马氏体相变或逆相变.论文假设马氏体相变及逆相变的驱动力是马氏体体积分数的... 形状记忆合金是由马氏体相和奥氏体相组成的非均质材料,热力载荷及相变不可避免地在材料中引起残余微应力场,它与外界驱动力的叠加可能导致低应力水平下发生马氏体相变或逆相变.论文假设马氏体相变及逆相变的驱动力是马氏体体积分数的连续函数,发展了形状记忆合金伪弹性的本构描述及相应的数值分析方法.分析表明,所发展的方法与理想相变模型间的误差远小于已有工作中引入的容许误差.对形状记忆合金单晶伪弹性响应的计算结果与试验结果或已有模型计算结果的比较表明所发展的方法具有较高的精度.此外,所发展的方法具有明晰的物理背景,且无需对每个变体的相变发生与否及其方向进行判断,简化了计算过程,提高了计算效率和收敛性. 展开更多
关键词 形状记忆合金 马氏体变体 相变 伪弹性 本构关系
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