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连续纤维增强复合材料结构基频最大化设计
被引量：
2
1
作者
程长征
卞光耀
+3 位作者
王选
龙凯
李景传
吴乔国
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期1422-1430,I0005,共10页
与传统的金属材料相比,纤维增强复合材料在强度、刚度、抗断裂等诸多方面具备更优良的性能,目前纤维增强复合材料已在汽车、航空航天等工业领域得到了广泛应用.本文提出一种求解连续纤维增强复合材料结构无阻尼自由振动下的基频最大化...
与传统的金属材料相比,纤维增强复合材料在强度、刚度、抗断裂等诸多方面具备更优良的性能,目前纤维增强复合材料已在汽车、航空航天等工业领域得到了广泛应用.本文提出一种求解连续纤维增强复合材料结构无阻尼自由振动下的基频最大化问题的拓扑优化方法.为了实现结构拓扑构型与纤维角度的同步优化,建立了以准许的材料用量体积分数为约束、以结构的一阶特征值为目标函数的动力学拓扑优化模型,该模型包括表征结构拓扑构型的密度设计变量和表征纤维方向的角度设计变量.详细推导了特征值目标函数关于密度设计变量和角度设计变量的解析灵敏度列式,并采用移动渐进线方法 (method of moving asymptotes, MMA)进行了优化求解;最后通过3个数值算例验证本文方法的有效性,其中包括一个以刚度最大化为目标的静力学优化算例,和两个以一阶特征值为目标的动力学优化算例.结果表明,所提方法优化迭代过程稳健,收敛快,能够在实现结构拓扑构型与纤维角度的一体化优化的同时,有效提高结构的频率.
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关键词
拓扑优化
连续纤维
动力学优化
SIMP方法
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职称材料
基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法及验证分析
被引量：
4
2
作者
祖磊
葛庆
+3 位作者
李德宝
张桂明
吴乔国
张骞
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期67-75,共9页
提出了一种基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法。通过编写PYTHON脚本程序,实现将缠绕软件生成的信息文件进行数据处理,导入ABAQUS中参数化生成有限元模型的建模功能。通过数值分析中的B样条函数法对缠绕软件导出的...
提出了一种基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法。通过编写PYTHON脚本程序,实现将缠绕软件生成的信息文件进行数据处理,导入ABAQUS中参数化生成有限元模型的建模功能。通过数值分析中的B样条函数法对缠绕软件导出的波动数据进行光滑处理,并分析其在压力载荷工况下的力学性能变化。使用干法预浸带缠绕壳体,通过水压爆破实验结果与有限元结果进行对比,验证建模方法的准确性。结果表明,快速化建模方法建立的壳体有限元模型在压强为26.02 MPa时发生了失效,水压爆破实验中内压达到27 MPa时壳体失效,有限元模型的位移和失效形式等均能与实验结果吻合较好。基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法能较准确地对壳体的实际工作情况进行预测。
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关键词
复合材料壳体
快速化建模
B样条函数法
干法缠绕
失效分析
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职称材料
热处理对TC4钛合金动态力学性能和微观组织的影响
被引量：
3
3
作者
刘涛
柏威
+2 位作者
吴乔国
孙虹
雷经发
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期805-813,共9页
为揭示热处理对TC4钛合金动态力学性能及微观组织的影响,选取2种典型热处理方式和5种加载应变率开展了TC4钛合金试样的动态力学性能实验,获取了动态应力-应变数据,并进行了试样的XRD和金相分析。结果表明:高应变率下TC4钛合金应变率强...
为揭示热处理对TC4钛合金动态力学性能及微观组织的影响,选取2种典型热处理方式和5种加载应变率开展了TC4钛合金试样的动态力学性能实验,获取了动态应力-应变数据,并进行了试样的XRD和金相分析。结果表明:高应变率下TC4钛合金应变率强化效应显著。时效处理后,TC4钛合金流动应力、屈服强度及抗压强度得到提升,而固溶时效处理后上述性能降低。时效处理和未热处理试样应力-应变曲线均具有弹性、屈服和塑性阶段,而固溶时效处理后无明显弹性和屈服阶段。固溶时效处理后流动应力随应变率增加而增加,时效处理和未热处理试样流动应力无明显变化。时效处理后试样等轴初生α相显著增大且β相含量较低,固溶时效处理后α相晶界增大且含有针状α的β转变基体,TC4钛合金力学性能与β相和亚稳β相的马氏体转变有关。
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关键词
TC4钛合金
固溶处理
时效处理
动态力学性能
金相组织
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职称材料
题名
连续纤维增强复合材料结构基频最大化设计
被引量：
2
1
作者
程长征
卞光耀
王选
龙凯
李景传
吴乔国
机构
合肥工业大学工程力学系
合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室
华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期1422-1430,I0005,共10页
基金
国家自然科学基金(11772114)
安徽省自然科学基金(2008085QA21)
中央高校基本科研业务费专项资金(PA2019GDQT0016,JZ2019HGBZ0127,PA2019GDPK0039,JZ2020HGTA0080)资助项目。
文摘
与传统的金属材料相比,纤维增强复合材料在强度、刚度、抗断裂等诸多方面具备更优良的性能,目前纤维增强复合材料已在汽车、航空航天等工业领域得到了广泛应用.本文提出一种求解连续纤维增强复合材料结构无阻尼自由振动下的基频最大化问题的拓扑优化方法.为了实现结构拓扑构型与纤维角度的同步优化,建立了以准许的材料用量体积分数为约束、以结构的一阶特征值为目标函数的动力学拓扑优化模型,该模型包括表征结构拓扑构型的密度设计变量和表征纤维方向的角度设计变量.详细推导了特征值目标函数关于密度设计变量和角度设计变量的解析灵敏度列式,并采用移动渐进线方法 (method of moving asymptotes, MMA)进行了优化求解;最后通过3个数值算例验证本文方法的有效性,其中包括一个以刚度最大化为目标的静力学优化算例,和两个以一阶特征值为目标的动力学优化算例.结果表明,所提方法优化迭代过程稳健,收敛快,能够在实现结构拓扑构型与纤维角度的一体化优化的同时,有效提高结构的频率.
关键词
拓扑优化
连续纤维
动力学优化
SIMP方法
Keywords
topology optimization
continuous fiber
dynamic optimization
SIMP method
分类号
O342 [理学—固体力学]
V257 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法及验证分析
被引量：
4
2
作者
祖磊
葛庆
李德宝
张桂明
吴乔国
张骞
机构
合肥工业大学机械工程学院
合肥工业大学土木与水利工程学院
出处
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期67-75,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51875159)
安徽省重点研究与开发计划项目(201904d07020013)。
文摘
提出了一种基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法。通过编写PYTHON脚本程序,实现将缠绕软件生成的信息文件进行数据处理,导入ABAQUS中参数化生成有限元模型的建模功能。通过数值分析中的B样条函数法对缠绕软件导出的波动数据进行光滑处理,并分析其在压力载荷工况下的力学性能变化。使用干法预浸带缠绕壳体,通过水压爆破实验结果与有限元结果进行对比,验证建模方法的准确性。结果表明,快速化建模方法建立的壳体有限元模型在压强为26.02 MPa时发生了失效,水压爆破实验中内压达到27 MPa时壳体失效,有限元模型的位移和失效形式等均能与实验结果吻合较好。基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法能较准确地对壳体的实际工作情况进行预测。
关键词
复合材料壳体
快速化建模
B样条函数法
干法缠绕
失效分析
Keywords
composite case
fast modeling
B-spline
dry winding
failure analysis
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
热处理对TC4钛合金动态力学性能和微观组织的影响
被引量：
3
3
作者
刘涛
柏威
吴乔国
孙虹
雷经发
机构
安徽建筑大学机械与电气工程学院
灾害环境人员安全安徽省重点实验室
合肥工业大学土木与水利工程学院
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期805-813,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.51805003)
安徽省高校优秀拔尖人才培育资助项目(No.gxyqZD2019057)
灾害环境人员安全安徽省重点实验室开放课题资助项目(No.DEPS-2021-02)。
文摘
为揭示热处理对TC4钛合金动态力学性能及微观组织的影响,选取2种典型热处理方式和5种加载应变率开展了TC4钛合金试样的动态力学性能实验,获取了动态应力-应变数据,并进行了试样的XRD和金相分析。结果表明:高应变率下TC4钛合金应变率强化效应显著。时效处理后,TC4钛合金流动应力、屈服强度及抗压强度得到提升,而固溶时效处理后上述性能降低。时效处理和未热处理试样应力-应变曲线均具有弹性、屈服和塑性阶段,而固溶时效处理后无明显弹性和屈服阶段。固溶时效处理后流动应力随应变率增加而增加,时效处理和未热处理试样流动应力无明显变化。时效处理后试样等轴初生α相显著增大且β相含量较低,固溶时效处理后α相晶界增大且含有针状α的β转变基体,TC4钛合金力学性能与β相和亚稳β相的马氏体转变有关。
关键词
TC4钛合金
固溶处理
时效处理
动态力学性能
金相组织
Keywords
TC4 titanium alloy
solution treatment
aging treatment
dynamic mechanical property
metallographic structure
分类号
V252.2 [一般工业技术—材料科学与工程]
TG166.5 [金属学及工艺—热处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
连续纤维增强复合材料结构基频最大化设计
程长征
卞光耀
王选
龙凯
李景传
吴乔国
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法及验证分析
祖磊
葛庆
李德宝
张桂明
吴乔国
张骞
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
热处理对TC4钛合金动态力学性能和微观组织的影响
刘涛
柏威
吴乔国
孙虹
雷经发
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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