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计及时变演化特征的硅泡沫垫层非线性黏弹性模型研究
1
作者 范志庚 万强 +1 位作者 牛红攀 靳凡 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第2期167-174,共8页
基于黏弹性基本理论,引入材料非线性特征,考虑了材料加载、保载应力松弛历史、老化效应以及黏弹性模型各运动单元退化的差异性,并从两种老化机制出发,获得了老化硅泡沫垫层力学模型以及长时应力松弛硅泡沫垫层接续加载力学模型.模型机... 基于黏弹性基本理论,引入材料非线性特征,考虑了材料加载、保载应力松弛历史、老化效应以及黏弹性模型各运动单元退化的差异性,并从两种老化机制出发,获得了老化硅泡沫垫层力学模型以及长时应力松弛硅泡沫垫层接续加载力学模型.模型机理清晰,能够反映材料服役历史信息及其对力学效应的影响. 展开更多
关键词 硅泡沫垫层 非线性黏弹性 应力松弛 老化 力学模型
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多组分多层级3D打印材料研究进展
2
作者 张强 师岩 高存法 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2024年第1期1-34,共34页
多组分多层级3D打印材料(McMl3DPMs)是一种新兴的先进材料,源于多孔材料、复合材料和增材制造的融合。由于增材制造赋予了Mc Ml3DPMs三维架构跨越广泛组分构成和结构类型的能力,Mc Ml3DPMs拥有杰出的机械性能,甚至是通常被认为相互排斥... 多组分多层级3D打印材料(McMl3DPMs)是一种新兴的先进材料,源于多孔材料、复合材料和增材制造的融合。由于增材制造赋予了Mc Ml3DPMs三维架构跨越广泛组分构成和结构类型的能力,Mc Ml3DPMs拥有杰出的机械性能,甚至是通常被认为相互排斥的性能(例如高强度和高韧性)。本文重点介绍为了实现高性能结构用Mc Ml3DPMs所必须解决的科学挑战以及最近研究工作对此做出的努力,将从结构设计、制造过程建模、缺陷表征和性能评价3个方面对相关案例进行回顾。最后,本文指出了当前研究的不足之处,并展望了Mc Ml3DPMs的未来发展,包括讨论了进一步推进这一新兴领域发展的几个可能的研究方向。 展开更多
关键词 多组分多层级3D打印材料 结构设计 制造过程建模 缺陷表征和性能评价
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注重基础、立足工程、强化实践、融入模拟、激励创新——材料力学教学改革探索
3
作者 李霄琳 周立明 +3 位作者 于莉 朱珊 彭帅英 张晓皖 《力学与实践》 2024年第1期179-187,共9页
材料力学是机械类、土木类和力学类等工科类专业的核心课程,课程秉承“强基础、重实践、融模拟、促创新”的理念;构建“融工程、融前沿、融思政”的教学资源与内容,夯实学生的力学理论知识,培养学生利用力学理论解决实际工程问题的能力... 材料力学是机械类、土木类和力学类等工科类专业的核心课程,课程秉承“强基础、重实践、融模拟、促创新”的理念;构建“融工程、融前沿、融思政”的教学资源与内容,夯实学生的力学理论知识,培养学生利用力学理论解决实际工程问题的能力,同时帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观和职业观;将抽象的力学概念与三阶递进的课程实践融会贯通,培养学生的动手实践能力、探索精神和创新能力;将数值模拟技术引入课堂,初步培养学生利用数值模拟软件解决力学问题的能力。建立以传授知识为中心,以解决工程问题为导向,以创新实践为特点,以数值模拟软件为工具,以立德树人为根本的课堂。 展开更多
关键词 材料力学 教学改革 课程实践 数值模拟
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铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂行为
4
作者 陈荣 马荣 +3 位作者 王峥 任柯融 张思源 田占东 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期387-396,共10页
为研究高应变率下铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂行为,获取准确的动态本构参数。采用20 mm一级轻气炮平板撞击实验研究了铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂特性,对回收试样进行扫描电镜分析,从微观角度获得了铸态TiZrNbV高熵合金在不同应... 为研究高应变率下铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂行为,获取准确的动态本构参数。采用20 mm一级轻气炮平板撞击实验研究了铸态TiZrNbV难熔高熵合金的层裂特性,对回收试样进行扫描电镜分析,从微观角度获得了铸态TiZrNbV高熵合金在不同应变率下的层裂特性,并基于层裂实验自由面速度历史曲线标定得到了铸态TiZrNbV高熵合金的GTN‑JC本构模型参数。结果表明,TiZrNbV难熔高熵合金的层裂强度随着加载应变率和平台应力的增加而增加,其值为0.93~2.23 GPa;回收试样的几何必要位错密度随着加载速度的提高显著增加。所得参数在模拟铸态TiZrNbV高熵合金层裂行为方面表现良好,模拟结果中自由面速度曲线在第一次拉伸阶段前均较为吻合,可以满足对试样层裂破坏的动态分析,能为铸态TiZrNbV高熵合金的工程应用提供参考。 展开更多
关键词 难熔高熵合金 层裂 参数反演 GTN‑JC 平板撞击
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Kevlar29纱线动态拉伸力学性能与本构方程 被引量：1
5
作者 周玄 徐立志 +1 位作者 任文科 高光发 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期47-59,共13页
为了能够清晰地表征芳纶纱线在不同应变率下的力学行为,进行了Kevlar29纱线的准静态和动态拉伸试验,结合分离式霍普金森拉杆理论和运动目标追踪法,获得了Kevlar29纱线在不同应变率下的应力-应变曲线,分析了纱线动态拉伸的变形与断裂过程... 为了能够清晰地表征芳纶纱线在不同应变率下的力学行为,进行了Kevlar29纱线的准静态和动态拉伸试验,结合分离式霍普金森拉杆理论和运动目标追踪法,获得了Kevlar29纱线在不同应变率下的应力-应变曲线,分析了纱线动态拉伸的变形与断裂过程,揭示了Kevlar29纱线力学性能的应变率效应;通过最小二乘法拟合得到了基于纱线应变率效应的黏弹性本构方程,分析了三元件和五元件本构模型的差异及适用性。结果表明:随着应变率升高,Kevlar29纱线的断裂应变减小,拉伸强度和韧性先增大后减小,拉伸模量先增大后趋于稳定;五元件黏弹性本构模型能够较好地表征纱线力学性能的应变率效应。 展开更多
关键词 KEVLAR纤维 拉伸力学性能 黏弹性本构模型 应变率效应
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退火处理对Pt基块体金属玻璃塑性动力学行为的影响
6
作者 易梦丽 王驰 +3 位作者 赖建平 李定骏 袁卫锋 余家欣 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期173-182,共10页
采用退火的热诱导方法向Pt基块体金属玻璃(Pt-BMG)基体内原位引入纳米晶,通过纳米压痕实验,考察了Pt-BMG在铸态和在玻璃转变温度Tg之上(250℃)退火15 min,2 h和6 h的力学性能和塑性动力学行为.研究结果表明,退火时间从15 min增加到6 h时... 采用退火的热诱导方法向Pt基块体金属玻璃(Pt-BMG)基体内原位引入纳米晶,通过纳米压痕实验,考察了Pt-BMG在铸态和在玻璃转变温度Tg之上(250℃)退火15 min,2 h和6 h的力学性能和塑性动力学行为.研究结果表明,退火时间从15 min增加到6 h时,Pt-BMG的结晶度从34%增加到57%,平均晶粒尺寸从25.6 nm增加到38.3 nm,硬度和折合模量分别从5.66 GPa和133.83 GPa增加到8.65 GPa和182.89 GPa,同时载荷-位移曲线上的锯齿流变行为呈现从可明显观察到不连续的位移突变到比较平滑的变化规律.通过分子动力学模拟进一步证明,随着纳米晶尺寸的增加,剪切转变区的激活与剪切带的成核呈现先促进后抑制、先增加后减小的趋势.这是由于金属玻璃在塑性变形过程中,小尺寸纳米晶会被剪切带所包裹或溶解,促进了金属玻璃塑性变形的形成;而大尺寸纳米晶在承受载荷时,在晶体内部产生了位错和滑移,进一步抑制了剪切带的成核与传播.本文结合纳米压痕实验和分子动力学模拟,从原子尺度上揭示了纳米晶的尺寸影响非晶合金塑性变形的内在机理,为设计理想性能的金属玻璃提供了有效的实验基础与理论支撑. 展开更多
关键词 退火 Pt基块体金属玻璃 塑性动力学 分子动力学模拟 纳米晶 剪切带
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基于界面相互作用的黏附接触数学模型研究进展
7
作者 万小东 孙其勋 +2 位作者 刘健犇 王珊 吴仲岿 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期33-47,77,共16页
黏附接触现象在各个领域都有着很重要的作用和影响。若要分析物体间的黏附接触行为,则建立相应的数学模型是有效的方法之一。现有文献中的数学模型种类繁多,对于不同受力情况下的黏附现象所适用的理论也不尽相同。针对常见的黏附现象,... 黏附接触现象在各个领域都有着很重要的作用和影响。若要分析物体间的黏附接触行为,则建立相应的数学模型是有效的方法之一。现有文献中的数学模型种类繁多,对于不同受力情况下的黏附现象所适用的理论也不尽相同。针对常见的黏附现象,按照其不同的受力形式分为弹性体接触、粗糙表面黏附及基材表面剥离等几大类,分别对以上几类接触行为采用的理论模型及其应用进行了归纳分析整理。综合叙述了基于计算机模拟技术的现代仿真模型的基本原理、应用和发展,重点介绍了适用于一般物体之间黏附行为分析的通用模型,以期为黏附接触领域的研究和建模提供指导和参考。对于弹性体接触的情况,重点介绍了经典力学接触理论的基本公式和适用类型,包括Hertz接触理论、JKR模型和DMT模型等,并依据Tabor数讨论了JKR模型与DMT模型的差异。对于粗糙表面的黏附接触,重点介绍了Greenwood和Williamson(GW模型)所提出的多凸起模型的基本理论和局限性。对于材料的表面剥离情况,重点介绍了剥离力学中应用最广泛的Kendall剥离模型的基本理论。对于现代仿真技术手段,重点介绍了分子动力学模型(MD模型)和有限元模型(FEM)的基本思想和优缺点。之后分别对以上各类模型的拓展完善、应用领域及研究进展进行了归纳总结,最后对黏附接触领域数学模型的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 黏附 弹性体接触 剥离 粗糙表面 数学模型
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颗粒群冲击诱导光伏电池性能衰减的特性与机理
8
作者 王易航 吴先前 黄晨光 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期179-188,共10页
光伏电池由于具有较高的光电转化效率,在沙漠等太阳能充足的地方被广泛应用。但在沙尘长期冲击的环境下,光伏电池内部结构易出现累积损伤,使光电转化效率大幅降低。因此,研究颗粒群冲击条件下光伏电池的力-电行为具有重要意义。基于分... 光伏电池由于具有较高的光电转化效率,在沙漠等太阳能充足的地方被广泛应用。但在沙尘长期冲击的环境下,光伏电池内部结构易出现累积损伤,使光电转化效率大幅降低。因此,研究颗粒群冲击条件下光伏电池的力-电行为具有重要意义。基于分离式霍普金森压杆,发展了一种驱动较大尺寸颗粒群高速冲击的实验方法,并系统测量了不同冲击条件下,多晶硅光伏电池的损伤行为与光电转化性能衰减规律。研究结果表明,随着颗粒直径、冲击速度和数密度的增加,光伏电池的光电转换效率快速降低;颗粒冲击后光伏电池表现出三种典型的损伤模式,并给出了对应的应力阈值条件。基于实验测试结果,发展了多晶硅光伏电池颗粒群冲击损伤诱导光电转化性能退化模型,为沙砾冲击环境下光伏电池光电性能衰减规律提供了有效的预测方法。 展开更多
关键词 光伏电池 颗粒群冲击 光电转化效率 转化效率退化模型
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残余应力、晶粒尺寸对铍纳米压入行为影响的数值分析
9
作者 洪欣欣 何力军 +4 位作者 代彦明 张健康 刘婷 郭耀军 宋明泽 《宁夏大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期31-35,共5页
通过纳米压痕和电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)技术获得金属铍在晶粒尺度上的表面微力学行为(性能)信息,基于ABAQUS对纳米压入过程进行有限元模拟.因数值模拟结果与实测信息相符合,故可获得仿真过程的基本力... 通过纳米压痕和电子背散射衍射(electron backscattered diffraction,EBSD)技术获得金属铍在晶粒尺度上的表面微力学行为(性能)信息,基于ABAQUS对纳米压入过程进行有限元模拟.因数值模拟结果与实测信息相符合,故可获得仿真过程的基本力学性能参数.基于得出的参数,针对残余应力、晶粒尺寸对铍纳米压入行为的影响进行数值分析,结果表明,残余应力、晶体尺寸与纳米压入塑性功、最大深度及残余深度之间存在明显的线性关系;以塑性功为对比依据,残余应力与晶粒尺寸的影响系数分别为0.8525×10^(-12)J/MPa,95.373×10^(-12)J/μm.该研究对纳米压痕力学性能、估计晶粒内残余应力等研究有一定的参考价值. 展开更多
关键词 金属铍 纳米压痕 有限元方法 残余应力 晶粒尺寸
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基于X射线CT原位试验的平纹SiC_(f)/SiC压缩损伤演化机理
10
作者 程相伟 张大旭 +2 位作者 杜永龙 郭洪宝 洪智亮 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期232-241,共10页
为揭示陶瓷基复合材料的损伤演化及失效机理,开展了平纹SiC_(f)/SiC复合材料X射线CT原位压缩试验,得到了材料加载过程中和破坏后的CT原位图像数据;采用数字体积相关(DVC)技术获得了材料的位移场和应变场,利用图像处理软件建立复合材料... 为揭示陶瓷基复合材料的损伤演化及失效机理,开展了平纹SiC_(f)/SiC复合材料X射线CT原位压缩试验,得到了材料加载过程中和破坏后的CT原位图像数据;采用数字体积相关(DVC)技术获得了材料的位移场和应变场,利用图像处理软件建立复合材料内部三维可视化模型,借助深度学习算法获得纤维束劈裂等损伤的空间分布,进行了压缩损伤演化定性分析以及定量分析.结果表明:在单向压缩过程中,材料在厚度方向出现较大鼓出变形,在宽度方向则发生较小的收缩;厚度方向鼓出变形是引起材料压缩损伤的主要原因.载荷较大时出现表层基体脱落、纤维束劈裂、分层等损伤;纤维束压缩弯折导致材料压缩失效,断口处出现明显V形剪切带.平纹SiC_(f)/SiC的压缩损伤演化分析表明,DVC技术和基于深度学习的图像分割方法可以有效地揭示陶瓷基复合材料压缩损伤演化机理. 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 碳化硅 深度学习 图像分割 数字体积相关技术
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通孔球壳胞元结构压缩力学性能
11
作者 牛克心 余为 郝颖 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期220-225,共6页
球壳胞元结构作为一种新型轻质功能材料,在航空航天、交通运输等领域有着广阔的应用前景。本工作通过实验和数值模拟的方法对简单堆积的通孔球壳胞元结构受压缩时的力学性能进行了研究,得出其名义应力-应变曲线,分析了结构的有效弹性模... 球壳胞元结构作为一种新型轻质功能材料,在航空航天、交通运输等领域有着广阔的应用前景。本工作通过实验和数值模拟的方法对简单堆积的通孔球壳胞元结构受压缩时的力学性能进行了研究,得出其名义应力-应变曲线,分析了结构的有效弹性模量、屈服极限、平台应力、比吸能等性能随球壳壁厚和球心距变化的规律。结果表明,部分球壳胞元结构在压缩过程中出现屈曲现象,并翻转形成塑性铰,从而增强结构的承载能力。球壳胞元结构的有效弹性模量、屈服极限随着球心距增大呈先增加后减小的规律,其平台应力和比吸能随着球心距增大而增加。综合各项数据可得,球壳胞元结构的球心距大于等于18.0 mm是更理想的结构形式。 展开更多
关键词 球壳胞元结构 压缩实验 数值模拟 有效弹性模量 比吸能
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基于人工神经网络的颗粒材料本构关系及边值问题研究
12
作者 张广江 杨德泽 楚锡华 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第2期155-166,共12页
颗粒材料被广泛运用于工程实践中,通过数值模拟解决颗粒材料有关的边值问题,对于指导工程实践具有重要意义.通过应用人工神经网络算法,将基于离散颗粒模型的离散单元法与基于连续介质模型的有限单元法有机结合以求解颗粒材料边值问题,... 颗粒材料被广泛运用于工程实践中,通过数值模拟解决颗粒材料有关的边值问题,对于指导工程实践具有重要意义.通过应用人工神经网络算法,将基于离散颗粒模型的离散单元法与基于连续介质模型的有限单元法有机结合以求解颗粒材料边值问题,形成了一套新的、完整的模型及解决方案,即细观模型离线计算的细-宏观两尺度模型及求解系统.具体为:先基于离散单元法获取颗粒材料的主应力、主应变以及对应的应力-应变矩阵等数据;再将获取的数据利用人工神经网络算法构建在主空间上描述颗粒材料本构关系的人工神经网络模型;最后,通过用户自定义材料子程序UMAT将人工神经网络模型导入ABAQUS中求解颗粒材料边值问题.通过平板受压以及边坡稳定性数值试验,并与经典弹塑性模型求解结果进行对比,表明了训练后的人工神经网络模型能够有效地反映颗粒材料的本构关系,并能够运用于实践求解边值问题,验证了该求解方案的可行性. 展开更多
关键词 颗粒材料 人工神经网络 离散元法 有限元法 边值问题
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低速撞击下PBX炸药黏弹塑性细观损伤点火模型研究
13
作者 王昕捷 王心宇 +1 位作者 丁凯 黄风雷 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期123-134,共12页
为研究塑性黏结炸药PBX-9501在低速撞击条件下的力学变形、损伤以及温升情况,发展了基于黏塑性演化方程以及复杂应力状态下微裂纹形核、演化机制的非线性黏弹塑性细观损伤力热化学耦合模型.通过分析低速撞击试验中力学变形-损伤对炸药... 为研究塑性黏结炸药PBX-9501在低速撞击条件下的力学变形、损伤以及温升情况,发展了基于黏塑性演化方程以及复杂应力状态下微裂纹形核、演化机制的非线性黏弹塑性细观损伤力热化学耦合模型.通过分析低速撞击试验中力学变形-损伤对炸药宏细观温升的影响,可确定炸药发生点火的主导机制及点火速度阈值,结果表明:撞击速度为59 m/s时PBX-9501炸药呈现大变形与破碎响应特征,顶部位置微裂纹和微孔洞演化程度最高,裂纹摩擦热点机制对炸药热点温升起主要作用;随着撞击速度增大,微裂纹热点机制仍为点火主导机制,可预测得到PBX-9501炸药点火临界撞击速度为120~125 m/s. 展开更多
关键词 PBX-9501 低速撞击 微裂纹演化 黏塑性
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基于小冲杆试验评价钛合金的高温拉伸性能
14
作者 王柳翔 韩光照 +2 位作者 郑洪 周甜 蔡力勋 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期73-78,共6页
基于能量密度等效理论,提出依据塑性弯曲阶段载荷-位移曲线,获取均匀连续、各向同性的钛合金圆片试样应力-应变曲线的小冲杆试验新方法;采用该方法预测得到不同名义屈服强度和硬化指数组合工况下假想材料的应力-应变数据,并与有限元预... 基于能量密度等效理论,提出依据塑性弯曲阶段载荷-位移曲线,获取均匀连续、各向同性的钛合金圆片试样应力-应变曲线的小冲杆试验新方法;采用该方法预测得到不同名义屈服强度和硬化指数组合工况下假想材料的应力-应变数据,并与有限元预设曲线进行对比;基于小冲杆试验获得的TC4合金在室温、高温(400℃)下的载荷-位移曲线,采用上述方法获得该合金的真应力-真应变曲线,并与单轴拉伸真应力-应变曲线进行对比。结果表明:预测得到的假想材料应力-应变数据与有限元预设曲线之间的符合优度均高于0.96;预测获得的室温和400℃下TC4合金的真应力-真应变曲线与单轴拉伸曲线之间的符合优度均高于0.97,屈服强度和抗拉强度的最大相对误差分别为4.86%和4.63%,验证了该新方法的有效性。 展开更多
关键词 小冲杆试验 能量密度等效 应力-应变关系 钛合金 高温拉伸性能
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战斗部装药侵彻损伤及热点生成研究
15
作者 周睿达 吴艳青 +1 位作者 杨昆 薛海蛟 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期16-23,共8页
针对战斗部侵彻过程中PBX装药损伤及安定性预测问题,应用PBX炸药微裂纹-微孔洞损伤点火细观模型,研究了战斗部装药损伤演化及热点生成机理,分析了战斗部侵彻过程中不同温升机制对热点生成的影响,对比研究了战斗部前端有无缓冲材料对侵... 针对战斗部侵彻过程中PBX装药损伤及安定性预测问题,应用PBX炸药微裂纹-微孔洞损伤点火细观模型,研究了战斗部装药损伤演化及热点生成机理,分析了战斗部侵彻过程中不同温升机制对热点生成的影响,对比研究了战斗部前端有无缓冲材料对侵彻过程中装药力学损伤与点火响应的影响规律。结果表明,侵彻混凝土厚靶时战斗部内部装药经历多次压缩-反弹过程,反复加卸载环境使得装药内部的微缺陷损伤加剧累积,包括微裂纹的扩展和孔洞塌缩,进而导致装药头部和尾部的热点产生;微裂纹的摩擦生热为PBX装药主导的温升机制;添加缓冲材料可有效减少装药损伤、热点温升幅值及裂纹热点密度,并能有效降低装药头部的孔洞坍塌温升及宏观体温升。 展开更多
关键词 战斗部装药 侵彻安定性 微缺陷损伤 热点生成 本构模型
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某中低速磁悬浮转向机构拉杆的失稳分析
16
作者 徐阳 阳光武 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第2期319-323,共5页
通过有限元分析对某中低速磁悬浮转向机构的拉杆进行了失稳分析,通过理论计算,屈曲分析以及大变形计算方法对拉杆分别进行了临界载荷的计算。在屈曲分析中对比了不同初始载荷对计算结果的影响,在大变形分析中对比了不同的扰动力大小对... 通过有限元分析对某中低速磁悬浮转向机构的拉杆进行了失稳分析,通过理论计算,屈曲分析以及大变形计算方法对拉杆分别进行了临界载荷的计算。在屈曲分析中对比了不同初始载荷对计算结果的影响,在大变形分析中对比了不同的扰动力大小对临界载荷计算的影响。研究结果表明:欧拉公式、屈曲分析以及大变形方法计算所得的临界载荷基本一致;当施加的初始载荷不同时,特征值屈曲分析的临界载荷基本一致;大变形分析中,在不同的扰动作用下,扰动越小,计算所得的临界载荷越接近理论值。 展开更多
关键词 拉杆失稳 临界载荷 欧拉公式 屈曲分析 大变形分析
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关于负泊松比的材料力学课程教学拓展与探索
17
作者 韦凯 方棋洪 《力学与实践》 2024年第1期164-169,共6页
泊松比是材料力学课程教学中的重要力学概念与材料弹性常数之一。本文对现有材料力学课程中泊松比教学内容进行了拓展和补充,引入了负泊松比效应概念,并介绍了常见的负泊松比材料及其力学性能优势。重点基于内凹蜂窝超材料,详细介绍了... 泊松比是材料力学课程教学中的重要力学概念与材料弹性常数之一。本文对现有材料力学课程中泊松比教学内容进行了拓展和补充,引入了负泊松比效应概念,并介绍了常见的负泊松比材料及其力学性能优势。重点基于内凹蜂窝超材料,详细介绍了实现负泊松比效应的超材料力学理论分析及其教学实践;并借鉴虚拟仿真实验概念,应用有限元数值分析方法,对超材料的负泊松比效应进行仿真分析与讨论,直观地展示了超材料的力学变形模式及其负泊松比效应。从而以此为切入点,加深学生对弯曲内力、挠度、应变和泊松比等重点知识的理解与实践运用。 展开更多
关键词 材料力学 负泊松比 超材料 有限元分析
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低温下TiZrHf系高熵合金的动态压缩力学特性与点火行为
18
作者 车明月 常孟周 +4 位作者 范飞高 陈闯 唐恩凌 郭凯 贺丽萍 《有色金属设计》 2024年第1期141-148,共8页
针对高熵合金在低温条件下力学特性以及点火行为研究不足的现状,以含微量元素Cu、Al或Ni的TiZrHf系多主元高熵合金(HEA)为研究对象,结合SHPB试验系统与高速摄像系统,开展不同温度下高熵合金的动态压缩实验及点火特性实验,获得了弹性模... 针对高熵合金在低温条件下力学特性以及点火行为研究不足的现状,以含微量元素Cu、Al或Ni的TiZrHf系多主元高熵合金(HEA)为研究对象,结合SHPB试验系统与高速摄像系统,开展不同温度下高熵合金的动态压缩实验及点火特性实验,获得了弹性模量、应力峰值、硬化模量以及应变率与温度、元素种类的关联规律,并明确了元素种类对火焰面积、点火延迟时间、点火对应时刻以及剧烈反应持续时间的影响规律。结果表明,低温条件下3种HEA的应力-应变曲线均经历弹性、强化以及卸载阶段;在相近载荷条件下(~20 m/s,-40℃),含Cu和Ni的2类试件均发生了点火现象,而含Al试件只有细微点火,试件的点火延迟时间均为25μs,含Cu试件的剧烈反应持续时间与点火持续时间均大于含Ni试件。 展开更多
关键词 高熵合金 动态压缩 低温条件 SHPB 点火行为
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孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响
19
作者 Zeinab BAGHERI Alireza FIOUZ Mahmood SERAJI 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期841-857,共17页
本文旨在研究孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响。一般认为材料的性能沿厚度方向变化,而梁的横截面沿其长度方向分布不均匀。三种不同的孔隙度分布包括对称分布、非对称分布和均匀分布。利用经典的... 本文旨在研究孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响。一般认为材料的性能沿厚度方向变化,而梁的横截面沿其长度方向分布不均匀。三种不同的孔隙度分布包括对称分布、非对称分布和均匀分布。利用经典的梁理论和Hamilton原理推导出了问题的控制方程,并用微分求积法推导出公式。通过已知方法和分析解法对所得结果进行了验证。通过网格独立性研究,确定了最优离散化设置。利用详细的参数化分析研究了不同力学参数,包括孔隙率系数、长径比和变化截面对基频和临界屈曲载荷的影响。结果表明,材料孔隙率的增加会导致梁的屈曲能力显著降低。然而,梁的自由振动行为完全取决于其孔隙度模式。此外,孔隙呈对称分布的梁其屈曲能力和基频性能最好。 展开更多
关键词 孔隙度 功能分级多孔梁 自由振动 屈曲 不均匀截面 微分求积法
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关于剪切变形对压杆屈曲影响的分析
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作者 李政 吴晓 肖珍 《湖南师范大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期130-133,共4页
利用压杆剪应变与轴向应变、弯曲挠度的微分关系建立了压杆弯曲微分方程,推导出了压杆发生弹性失稳时的屈曲载荷公式。计算分析表明:剪切变形对实心等截面压杆屈曲载荷的影响可忽略不计,格缀压杆的屈曲载荷则要考虑剪切变形的影响。同时... 利用压杆剪应变与轴向应变、弯曲挠度的微分关系建立了压杆弯曲微分方程,推导出了压杆发生弹性失稳时的屈曲载荷公式。计算分析表明:剪切变形对实心等截面压杆屈曲载荷的影响可忽略不计,格缀压杆的屈曲载荷则要考虑剪切变形的影响。同时,还指出有关文献认为深梁在轴力作用下与初等梁一样也有稳定问题这一说法不妥。 展开更多
关键词 剪切变形 压杆 屈曲 载荷 深梁
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