蜂窝夹芯结构面内等效弹性参数的分析研究 被引量：38

1

作者 梁森 陈花玲 +1 位作者 陈天宁 梁天锡 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2004年第3期26-31,共6页

针对Bernoulli Euler梁法计算蜂窝夹芯等效弹性参数的不足,利用3D有限元数值模拟技术,通过对不同材料、不同尺寸的正六边形蜂窝夹芯弹性参数进行数值模拟,给出了芳纶纸面内等效刚度和Poisson比随蜂窝夹芯几何参数变化关系,提出了等效弹... 针对Bernoulli Euler梁法计算蜂窝夹芯等效弹性参数的不足,利用3D有限元数值模拟技术,通过对不同材料、不同尺寸的正六边形蜂窝夹芯弹性参数进行数值模拟,给出了芳纶纸面内等效刚度和Poisson比随蜂窝夹芯几何参数变化关系,提出了等效弹性参数的计算公式和一种循环优化设计蜂窝夹芯板厚度的新思想,得到了一些Bernoulli Euler梁法无法得到的重要结论:正六边形蜂窝夹芯结构y方向的弹性模量大于x方向的1.5倍;等效Poisson比仅与蜂窝夹芯几何参数有关,而与材料常数无关等。最后通过与文献[11]铝质蜂窝夹芯的压缩实验结果比较,证实了本文所使用方法的有效性和部分公式的正确性。 展开更多

关键词 蜂窝夹层结构 有限元法 数值模拟 等效弹性参数

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用均匀化理论分析蜂窝结构的等效弹性参数 被引量：30

2

作者 王飞 庄守兵 虞吉林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期914-923,共10页

在线弹性范围内,根据均匀化理论,并结合有限元方法推导出适用于二维周期性结构的均匀化的有限元格式（Homo FEM）,计算出不同相对密度下的规则蜂窝结构的等效弹性模量Ee和泊松比νe.同时,利用蜂窝结构的代表胞元模型,用常规的有限元方法... 在线弹性范围内,根据均匀化理论,并结合有限元方法推导出适用于二维周期性结构的均匀化的有限元格式（Homo FEM）,计算出不同相对密度下的规则蜂窝结构的等效弹性模量Ee和泊松比νe.同时,利用蜂窝结构的代表胞元模型,用常规的有限元方法（FEM）模拟计算出相应的等效弹性参数.最后将两种数值计算结果与己有的理论公式进行了比较和分析讨论.结果表明:在考察的相对密度全场范围内（0～0.4）,HOmO FEM得到的蜂窝结构的 Ee和νe 与 FEM使用平面实体单元模拟计算得到的结果一致吻合,反映出 Homo FEM数值方法的客观准确性和可行性.而 Gibson公式和 W-K得到的等效弹性模量值 Ee只是在较小相对密度的情况下（小于0.15）与数值计算结果吻合.当结构的相对密度较大时,必须考虑胞棱附近区域由应力集中导致的复杂的应力和应变分布的影响. 展开更多

关键词 均匀化理论 蜂窝结构 等效弹性参数 有限元 代表胞元 复合材料

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节理岩体各向异性等效弹性参数研究 被引量：6

3

作者 狄圣杰 徐卫亚 单治钢 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期696-702,共7页

采用复合材料力学分析方法,针对规则节理岩体考虑坐标转换及刚度系数,建立各向异性等效弹性参数的解析公式。通过算例证明了解析公式的可行性,同时对规则节理岩体等效参数规律性进行了研究,分析在不同的节理刚度比值下等效弹性参数的变... 采用复合材料力学分析方法,针对规则节理岩体考虑坐标转换及刚度系数,建立各向异性等效弹性参数的解析公式。通过算例证明了解析公式的可行性,同时对规则节理岩体等效参数规律性进行了研究,分析在不同的节理刚度比值下等效弹性参数的变化规律。结合白鹤滩坝址区柱状节理岩体特征,探讨了其等效弹性参数取值和各向异性特征。研究表明:所采用方法在刚度取值相等时岩体可退化为各向同性介质,且该方法计算结果与实测结果较为吻合;同时发现柱体偏转对等效弹性参数的影响较大,偏转后水平向和铅直向弹性模量分别降低约54%和17%,根据曲线规律性,偏转角度越大,降低程度越高,等效弹性参数的曲线变化反映了其具有明显的各向异性特征。 展开更多

关键词 节理岩体 本构关系 各向异性 等效弹性参数

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正六角形蜂窝芯层面内等效弹性参数研究 被引量：11

4

作者 陈梦成 陈玳珩 《华东交通大学学报》 2010年第5期1-4,共4页

由于蜂窝芯层结构在外载作用下,蜂窝胞元壁板不但会产生弯曲变形,而且也会产生伸缩变形和剪切变形。过去Gibson公式在计算蜂窝芯层等效参数时只考虑了弯曲变形,虽然简便,但在导致蜂窝芯层分析时,弹性矩阵会出现不确定性;后来,宋明慧公式... 由于蜂窝芯层结构在外载作用下,蜂窝胞元壁板不但会产生弯曲变形,而且也会产生伸缩变形和剪切变形。过去Gibson公式在计算蜂窝芯层等效参数时只考虑了弯曲变形,虽然简便,但在导致蜂窝芯层分析时,弹性矩阵会出现不确定性;后来,宋明慧公式在Gibson公式的基础上,进一步考虑了伸缩变形的影响,但由于没有考虑剪切变形的影响,导致的蜂窝芯层结构不稳定,而且简化的弹性矩阵会出现奇异。该文新推导的面内等效弹性参数理论计算公式考虑了弯曲变形、伸缩变形和剪切变形对面内等效刚度的影响,是对Gibson和宋明慧公式的修正,克服了他们公式上的缺陷。 展开更多

关键词 蜂窝芯层 等效弹性参数 弹性体 材料力学理论

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密排圆形胞元蜂窝面内等效弹性参数的模拟仿真 被引量：5

5

作者 梁森 雒磊 《四川兵工学报》 CAS 2013年第12期78-83,共6页

利用有限元数值模拟技术建立了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构面内等效弹性参数的模拟模型,提出了一种求解该结构面内力学性能参数的分析方法,解决了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构几何建模中存在无理数的问题,通过用验证的3D有限元模型和分析方... 利用有限元数值模拟技术建立了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构面内等效弹性参数的模拟模型,提出了一种求解该结构面内力学性能参数的分析方法,解决了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构几何建模中存在无理数的问题,通过用验证的3D有限元模型和分析方法对不同几何结构尺寸和材质的蜂窝夹芯面内等效弹性参数的模拟研究,获得了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构面内等效刚度和Poission比随蜂窝夹芯几何参数变化关系,并给出了等效参数的计算分析公式,为密排圆形胞元蜂窝夹芯复合材料结构理论研究奠定了基础。 展开更多

关键词 密排圆形胞元蜂窝 有限元建模 无理数 等效弹性参数 数值模拟

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基于神经网络的蜂窝夹芯等效弹性参数的预测 被引量：1

6

作者 马连华 王亲猛 《计算机仿真》 CSCD 2008年第2期194-198,共5页

针对Gibson公式计算蜂窝夹芯面内等效弹性参数的不足,通过考虑蜂窝夹芯宏观尺度对等效弹性参数的影响,利用贝叶斯正则化神经网络,并结合正交试验和有限元方法,建立了4个主要影响因素与蜂窝夹芯等效弹性参数之间非线性映射关系的神经网... 针对Gibson公式计算蜂窝夹芯面内等效弹性参数的不足,通过考虑蜂窝夹芯宏观尺度对等效弹性参数的影响,利用贝叶斯正则化神经网络,并结合正交试验和有限元方法,建立了4个主要影响因素与蜂窝夹芯等效弹性参数之间非线性映射关系的神经网络模型,采用BP神经网络成功实现了对蜂窝夹芯等效弹性参数的预测。对于无限宽度蜂窝夹芯,仿真结果与Gibson公式计算结果一致,而对于有限宽度蜂窝夹芯,通过与铝质蜂窝夹芯压缩实验结果进行比较,采用神经网络方法得到的结果与实测结果吻合更好,证实了该方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 蜂窝夹芯 等效弹性参数 人工神经网络 有限元方法

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两种仿金属晶体结构晶格材料的等效弹性参数研究

7

作者 郭璐 吴桂英 王志华 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第5期861-868,共8页

基于金属微观晶体结构,采用Timoshenko梁模型分别建立了体心立方(BCC)及面心立方(FCC)晶格材料等效杨氏模量理论模型,确定了晶格材料的柔度矩阵。讨论了结点效应、剪力等对晶格材料等效杨氏模量的影响。结果表明:理论模型与有限元数值... 基于金属微观晶体结构,采用Timoshenko梁模型分别建立了体心立方(BCC)及面心立方(FCC)晶格材料等效杨氏模量理论模型,确定了晶格材料的柔度矩阵。讨论了结点效应、剪力等对晶格材料等效杨氏模量的影响。结果表明:理论模型与有限元数值模拟结果吻合较好;晶格结点对BCC及FCC晶格等效杨氏模量及剪切模量均有较大影响,忽略结点效应将低估晶格材料的线弹性力学性能;FCC比BCC晶格有更高的比杨氏模量,BCC比FCC晶格有更高的比剪切模量。此外FCC晶格材料较大多数晶格材料具有更高的抗压比刚度。 展开更多

关键词 晶格材料 等效弹性参数 TIMOSHENKO梁 柔度矩阵

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加筋土等效弹性参数的计算分析

8

作者 丁国洪 《城市道桥与防洪》 2010年第5期167-170,共4页

该文着先对层状土体的等效弹性参数进行详细的推导计算,并将加筋土视为由土和加筋材料两种不同性质材料组成的多层复合材料。接着通过对前面结果的延伸和演化,从而得到了土工织物加筋土的等效弹性参数。

关键词 加筋土 等效弹性参数 横观各向同性 各向同性

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嵌入式共固化缝合阻尼复合材料面内弹性参数

9

作者 刘昭阳 梁森 +3 位作者 孙瑞骏 罗皓 胡子健 朱笛 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期308-318,共11页

嵌入式共固化缝合阻尼复合材料(embedded co-cured stitched damping composite, ECSDC)相对于传统的复合材料具有高比刚度、高比强度,高层间结合性能及三向力学可设计性等优点。ECSDC在共固化时蒙皮中的树脂处于熔融态后沿缝线贯通整... 嵌入式共固化缝合阻尼复合材料(embedded co-cured stitched damping composite, ECSDC)相对于传统的复合材料具有高比刚度、高比强度,高层间结合性能及三向力学可设计性等优点。ECSDC在共固化时蒙皮中的树脂处于熔融态后沿缝线贯通整个层合结构形成“复合钉”,复合钉的引入会导致纤维增强阻尼薄膜的面内力学性能分布不均,对ECSDC结构的理论分析造成困难。针对该问题,应用复合钉贯通的面内纤维折线变形模型,将变形区域进行划定,分别建立经、纬纱变形区,富树脂区,缝线等各区域的面内等效弹性参数理论模型,由此过渡到ECSDC结构。采用一个算例,运用ANSYS有限元模拟和Matlab数值计算研究了ECSDC典型结构,并与文献值进行对比,三者所得的结果吻合较好,验证了该理论模型和方法的准确性。在此基础上,用验证的理论模型研究了设计参数对ECSDC面内等效弹性参数的影响。该解析模型建模方法为研究胞元结构复合材料的力学性能提供了参考,为ECSDC结构的动力学与几何非线性研究提供基础。 展开更多

关键词 复合材料 等效弹性参数 理论模型 缝合阻尼 纤维变形模型 经纬纱变形

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一阶和二阶金字塔点阵材料等效弹性参数研究 被引量：2

10

作者 韩福娥 陈常青 沈亚鹏 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期108-114,共7页

本文通过分析一阶和二阶金字塔点阵夹芯结构的受力特点,研究了它们的等效弹性参数,得到了一阶和二阶芯体在受到3方向简单压缩及1、2方向单向剪切载荷时的等效弹性参数的解析解.此外,还分别建立了三维一阶和二阶点阵夹芯结构的有限元模型... 本文通过分析一阶和二阶金字塔点阵夹芯结构的受力特点,研究了它们的等效弹性参数,得到了一阶和二阶芯体在受到3方向简单压缩及1、2方向单向剪切载荷时的等效弹性参数的解析解.此外,还分别建立了三维一阶和二阶点阵夹芯结构的有限元模型,并将有限元解与相同条件下的理论解进行了比较,验证了本文理论计算的正确性. 展开更多

关键词 金字塔点阵 等效弹性参数 有限元分析

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针刺炭/炭复合材料多尺度单胞模型及等效弹性参数计算 被引量：2

11

作者 贾永臻 廖敦明 +3 位作者 徐少斌 陈涛 嵇阿琳 白侠 《炭素技术》 CAS 北大核心 2017年第2期10-15,共6页

基于针刺炭/炭复合材料的细观结构,建立了带有针刺区域的单胞模型,计算各组分材料的弹性力学参数,引入周期性边界条件,获得针刺单胞模型的应力应变。同时基于粘结域理论,使用Cohesive单元层替换针刺区域,建立可用于宏观力学分析的界面... 基于针刺炭/炭复合材料的细观结构,建立了带有针刺区域的单胞模型,计算各组分材料的弹性力学参数,引入周期性边界条件,获得针刺单胞模型的应力应变。同时基于粘结域理论,使用Cohesive单元层替换针刺区域,建立可用于宏观力学分析的界面单元单胞模型,调整界面单元模型中模型参数,获得与针刺单胞模型最为接近的等效应力,实现界面单元单胞模型与含针刺区域单胞模型之间本构关系的等效。 展开更多

关键词 炭/炭复合材料 针刺单胞模型 界面单元模型 等效弹性参数

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基于变形及固有频率测量的纤维增强复合材料风机叶片等效弹性参数反求方法 被引量：1

12

作者 马源 曾攀 +1 位作者 赵加清 陆红亚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期192-198,共7页

该文建立了一种基于变形及固有频率测量的风机叶片等效弹性参数反求方法。该反求方法通过构造偏差方程将弹性参数反求工作转化为函数优化问题。运用了数字图像相关算法测试叶片在静载及冲击载荷下的位移信息,并采用基于可变容限技术的... 该文建立了一种基于变形及固有频率测量的风机叶片等效弹性参数反求方法。该反求方法通过构造偏差方程将弹性参数反求工作转化为函数优化问题。运用了数字图像相关算法测试叶片在静载及冲击载荷下的位移信息,并采用基于可变容限技术的遗传算法优化偏差函数,求解等效弹性参数。计算的等效弹性参数得到了叶片结构静载试验数据的验证,该弹性参数用于计算叶轮组的模态信息,该模态信息与单叶片的模态相对应。 展开更多

关键词 纤维增强复合材料 风机叶片 等效正交各向异性弹性参数 反求 数字图像相关 基于可变容限技术的遗传算法

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多级蜂窝弹性参数的有限元模拟 被引量：4

13

作者 郑隆 江五贵 吴志凯 《南昌航空大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第2期22-27,共6页

采用均匀化有限元方法建立相应的代表体积单元(RVE)分别预测了多级蜂窝的结构参数和相对密度对其等效弹性参数的影响。研究结果表明:在不同的结构参数下,蜂窝的力学性能有所不同,其弹性性能随着蜂窝层级数的增加而提高;在相对低密度下(0... 采用均匀化有限元方法建立相应的代表体积单元(RVE)分别预测了多级蜂窝的结构参数和相对密度对其等效弹性参数的影响。研究结果表明:在不同的结构参数下,蜂窝的力学性能有所不同,其弹性性能随着蜂窝层级数的增加而提高;在相对低密度下(0~0.2),由于蜂窝的壁厚较薄,可以通过加大其层级数间接增加蜂窝结构的交接点数,从而提高蜂窝材料的弹性性能;而在相对高密度情况下(>0.2),因蜂窝的壁厚较厚,使得多级蜂窝在交接点处的最大应力值减小,交接点处相应承担的力减小,导致多级蜂窝的弹性性能提高不明显。 展开更多

关键词 蜂窝材料 多层级结构 等效弹性参数 均匀化 有限元

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蜂窝夹层板的一种等效单层模型 被引量：7

14

作者 富明慧 刘祚秋 等 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第A01期700-704,共5页

本文根据正六角形蜂窝芯层的变形特点，建立了一种考虑芯层弯曲刚度的蜂窝夹层板模型，并在此基础上，将蜂窝夹层板等效为一横观各向同性材料单层板，极大地简化了此类问题分析的难度。在实例中研究了该模型的精度及适用范围。

关键词 蜂窝夹层板 等效弹性参数 单层等效模型 航空

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新型类蜂窝夹芯面外等效力学性能 被引量：4

15

作者 李响 徐兴兴 +2 位作者 彭琦 张友锋 龚稳 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2043-2047,I0015,共6页

作为多孔材料的典型代表,蜂窝夹层结构被广泛应用于航空航天、汽车船舶等重要领域,因此对其力学性能进行研究具有十分重要的工程意义。利用应变能等效原理对一种新型类蜂窝夹芯的面外等效弹性模量和等效剪切模量进行了推导,并利用有限... 作为多孔材料的典型代表,蜂窝夹层结构被广泛应用于航空航天、汽车船舶等重要领域,因此对其力学性能进行研究具有十分重要的工程意义。利用应变能等效原理对一种新型类蜂窝夹芯的面外等效弹性模量和等效剪切模量进行了推导,并利用有限元数值模拟对此理论模型进行了验证。经对比发现,数值模拟结果和理论计算误差控制在10%以内,验证了此新型类蜂窝夹芯面外力学等效模型的可靠性。本文所阐述的内容完善了该新型类蜂窝夹芯在力学性能方面的研究,也为此新型类蜂窝夹层结构在工程实际中的推广和应用提供了理论依据和基础。 展开更多

关键词 类蜂窝夹芯 应变能等效原理 面外等效弹性参数 数值模拟

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MTPS金属蜂窝夹芯结构尺寸效应的数值分析 被引量：9

16

作者 史丽萍 赫晓东 +1 位作者 孟松鹤 潘世东 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期121-124,共4页

金属蜂窝夹心结构是可重复使用金属热防护系统的主要子结构 ,优化其结构参数 ,是提高设计质量的重要环节。根据修正 Gibson公式与最小势能、余能原理推导出蜂窝夹芯层的 9个等效弹性参数。考虑金属蜂窝夹心结构总质量与沿厚度方向的挠... 金属蜂窝夹心结构是可重复使用金属热防护系统的主要子结构 ,优化其结构参数 ,是提高设计质量的重要环节。根据修正 Gibson公式与最小势能、余能原理推导出蜂窝夹芯层的 9个等效弹性参数。考虑金属蜂窝夹心结构总质量与沿厚度方向的挠度值多指标要求 ,采用有限元正交数值迭代模拟方法 ,对结构的尺寸效应进行分析 ,并优选出良好的结构参数。分析结果表明 :影响最大的结构参数依次为金属蜂窝的高度、蜂窝的壁厚、面板厚度及蜂窝内切圆直径。 展开更多

关键词 金属热防护系统 蜂窝夹心结构 等效弹性参数 有限元数值模拟 结构参数

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基于均匀化理论的多孔材料细观力学特性数值研究 被引量：2

17

作者 王志华 曹晓卿 +2 位作者 马宏伟 赵隆茂 杨桂通 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期4-8,共5页

根据弹性均匀化理论,并结合有限元方法推导出适用于二维周期结构的均匀化有限元格式,计算出不同相对密度下的正方形孔洞材料的等效弹性参数,以及等效弹性参数与胞元绕坐标系旋转角度的函数关系,考察了胞壁固体相的力学性能参数对宏观力... 根据弹性均匀化理论,并结合有限元方法推导出适用于二维周期结构的均匀化有限元格式,计算出不同相对密度下的正方形孔洞材料的等效弹性参数,以及等效弹性参数与胞元绕坐标系旋转角度的函数关系,考察了胞壁固体相的力学性能参数对宏观力学性能的影响。并将数值计算结果与已有的理论公式进行了比较和分析。结果表明,正方形孔洞材料是各向异性的,其等效弹性参数主要由结构的相对密度来确定,对基体材料的泊松比的变化并不敏感。在相对密度较小的情况下,Gibson公式和Kim公式与均匀化有限元结果吻合较好;当结构相对密度较大时,理论公式结果必须被有限元结果所修正。 展开更多

关键词 多孔材料 均匀化 有限元 等效弹性参数 力学性能

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蜂窝材料的非线性剪切行为 被引量：2

18

作者 蓝林华 富明慧 陈雁云 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期379-384,共6页

将梁的弹性大挠度弯曲理论应用于蜂窝壁板,研究了大变形条件下蜂窝材料的非线性剪切变形行为.研究中将椭圆积分形式的解答应用于蜂窝胞元的壁板,并利用平衡和变形谐调条件建立了相应的非线性代数方程组,然后利用牛顿-拉夫森迭代法求解.... 将梁的弹性大挠度弯曲理论应用于蜂窝壁板,研究了大变形条件下蜂窝材料的非线性剪切变形行为.研究中将椭圆积分形式的解答应用于蜂窝胞元的壁板,并利用平衡和变形谐调条件建立了相应的非线性代数方程组,然后利用牛顿-拉夫森迭代法求解.在上述数值解法的基础上,确定了等效剪应力和剪应变间的非线性曲线,并给出了剪切模量的非线性修正因子,该因子只与蜂窝形状和变形情况有关,而与细长比无关,因而能描述一类蜂窝材料的剪切行为.与有限元数值结果的比较表明,此方法具有较好的精度. 展开更多

关键词 蜂窝材料 大变形 非线性本构关系 等效弹性参数

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基于均匀化理论的水合物沉积物修正Duncan-Chang本构模型 被引量：1

19

作者 王辉 周世琛 +2 位作者 陈宇琪 周博 薛世峰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3251-3263,共13页

为了精确地描述水合物沉积物在外荷载作用下的变形,首先,基于Mori-Tanaka均匀化理论提出一种水合物沉积物等效弹性参数的有效预测方法;其次,考虑水合物胶结对沉积物侧向应变的影响,采用岩土复合体理论建立水合物沉积物的修正Duncan-Chan... 为了精确地描述水合物沉积物在外荷载作用下的变形,首先,基于Mori-Tanaka均匀化理论提出一种水合物沉积物等效弹性参数的有效预测方法;其次,考虑水合物胶结对沉积物侧向应变的影响,采用岩土复合体理论建立水合物沉积物的修正Duncan-Chang本构模型;最后,探讨模型参数对材料的宏观本构响应的影响,并将模型预测结果与室内三轴试验结果进行对比。研究结果表明:基于Mori-Tanaka均匀化理论的修正Duncan-Chang本构模型不仅能够较好地模拟在低饱和度高围压条件下的应变硬化现象以及在高饱和度低围压条件下的应变软化现象,也能够较好地预测水合物沉积物的侧向变形。水合物沉积物在外荷载作用下的变形主要受到与水合物饱和度和有效围压有关的模型参数的综合影响,模型参数a,b和c分别反映了水合物沉积物的刚度、强度和脆性。而侧向应变的取值主要受到模型参数f,m和n的综合影响,模型参数g的影响并不明显。 展开更多

关键词 水合物沉积物 修正Duncan-Chang本构模型 均匀化理论 等效弹性参数 侧向应变

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一种基于平均场理论的格栅材料均匀化方法 被引量：1

20

作者 刘其鹏 刘晓宇 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期43-48,4-5,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 平均场理论 格栅材料 均匀化 等效弹性参数

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