计及周期/半周期性边界条件的永磁电机子域模型 被引量：1

1

作者 刘辉 吴新振 +1 位作者 陈春涛 郑晓钦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3287-3296,I0030,共11页

该文提出的表贴磁极永磁电机考虑周期/半周期性边界条件的子域模型,为舰船大容量直驱多相永磁推进电机的设计优化提供一种快速、高效的工具。介绍周期性边界条件和半周期性边界条件的原理及实现方法,并将其应用到基于等效面电流的子域... 该文提出的表贴磁极永磁电机考虑周期/半周期性边界条件的子域模型,为舰船大容量直驱多相永磁推进电机的设计优化提供一种快速、高效的工具。介绍周期性边界条件和半周期性边界条件的原理及实现方法,并将其应用到基于等效面电流的子域模型中求解电机气隙磁场,而后通过有限元仿真验证了解析计算的准确性。对比3种求解域下子域模型中谐波系数矩阵的维数和求解速度,表明考虑周期/半周期性边界条件的子域模型在保证结果精度的前提下,能大幅降低矩阵维数,并显著减少求解时间。对实验样机进行空载和负载实验,空载反电势与负载转矩实验结果与解析结果吻合较好,进一步说明了周期/半周期性边界条件下所用子域模型的正确性。 展开更多

关键词 表贴磁极永磁电机 周期性边界条件 半周期性边界条件 子域法 等效面电流

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基于周期性边界条件的机织复合材料多尺度分析 被引量：27

2

作者 王新峰 周光明 +1 位作者 周储伟 王鑫伟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期730-735,共6页

针对平纹机织复合材料,首先从微观纤维直径尺度,采用三维实体有限元方法计算纤维束的等效性能参数。然后将这些参数代入细观尺度的机织单胞模型中,得到宏观结构的平均弹性常数。在两个尺度有限元的分析中,均摒弃了传统有限元分析中采用... 针对平纹机织复合材料,首先从微观纤维直径尺度,采用三维实体有限元方法计算纤维束的等效性能参数。然后将这些参数代入细观尺度的机织单胞模型中,得到宏观结构的平均弹性常数。在两个尺度有限元的分析中,均摒弃了传统有限元分析中采用的等应力或等应变假设,引入周期性边界条件,同时保证了周期性单胞边界面的应力连续和位移连续。分析结果表明,对于机织周期性单胞,在剪切和拉伸情况下其边界面均不全部保持为平面,纠正了此前认为在拉伸情况下单胞边界面仍保持平面的错误假设。纤维束分析结果与使用实验修正参数的细观力学理论公式结果吻合良好,织物单胞的分析结果也与弯曲层板组合模型结果较为接近,证明了分析方法的正确性。 展开更多

关键词 机织复合材料 周期性边界条件 多尺度分析 三维有限元

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确定均质化法中精确周期性边界条件的新解法及其在复合材料刚度预测中的应用 被引量：17

3

作者 罗冬梅 汪文学 +1 位作者 高雄善裕 柿本浩一 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期517-523,共7页

通过引进新的特征函数,提出一种新的求解方法,将均质化法中计算特征函数的非奇次积分方程转化为奇次积分方程,得到具有精确的周期性边界条件的均质化方法。利用该方法预测孔洞材料、短纤维增强复合材料刚度的变化,所得结果与用经典方法... 通过引进新的特征函数,提出一种新的求解方法,将均质化法中计算特征函数的非奇次积分方程转化为奇次积分方程,得到具有精确的周期性边界条件的均质化方法。利用该方法预测孔洞材料、短纤维增强复合材料刚度的变化,所得结果与用经典方法得到的结果进行比较,验证该方法的可靠性。对于短纤维增强复合材料,分析纤维排列方式对刚度的影响,这是经典的Halpin-Tsai法和Mori-Tanaka法无法预测的,因而文中的方法具有更高的精确度和更广的适应性。 展开更多

关键词 均质化法 精确周期性边界条件 纤维增强复合材料 刚度

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三维正弦电磁场问题中一类和周期性边界条件的处理方法 被引量：2

4

作者 梁艳萍 陆永平 +2 位作者 朱宽宁 李林合 黄浩 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期25-28,共4页

用三维有限元法计算电机中的磁场问题时,求解区域中经常同时包含周期边界条件和第一 类边界条件两种强加边界条件,通常情况是分别处理,这样不仅使程序处理复杂,而且也增加了计算 时间。本文提出了一种强加边界条件的统一处理方法,使两... 用三维有限元法计算电机中的磁场问题时,求解区域中经常同时包含周期边界条件和第一 类边界条件两种强加边界条件,通常情况是分别处理,这样不仅使程序处理复杂,而且也增加了计算 时间。本文提出了一种强加边界条件的统一处理方法,使两种边界条件能同时处理,简化了程序编 制,并以A, -A三雏有限元法为例导出了离散格式,讨论了相应的矩阵存储技术,为三维有限元法 的工程实际应用打下了基础。 展开更多

关键词 三维正弦电磁场 数值计算 周期性边界条件 有限元法 电机 电磁机械参数

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周期性边界条件下二维射流冲击钛镍形状记忆合金传热的数值和实验研究 被引量：1

5

作者 张利祥 胡国新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第23期114-118,共5页

射流是一种有效的强化传热方式,随着微机械的快速发展近年来受到了广泛的关注。该文用实验和数值计算的方法研究了周期性边界条件下射流冲击形状记忆合金表面的温度场瞬态分布规律。主要分析了射流速度、喷距以及射流周期对驻点以及附... 射流是一种有效的强化传热方式,随着微机械的快速发展近年来受到了广泛的关注。该文用实验和数值计算的方法研究了周期性边界条件下射流冲击形状记忆合金表面的温度场瞬态分布规律。主要分析了射流速度、喷距以及射流周期对驻点以及附壁射流区温度分布规律的影响。结果表明,射流速度越大、喷距越小、射流周期越长,形状记忆合金温度的波动范围也就越大,而且其表面温度在交变的冷热射流作用下也呈现一个明显的周期性变化规律。对比发现,表面温度波动范围完全超过了形状记忆合金的滞后温差。实验与数值计算结果吻合较好,研究结果对于以形状记忆合金作为热驱动元件的设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 热能动力工程 形状记忆合金 周期性边界条件 射流 数值模拟 实验研究

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基于ABAQUS的水工混凝土细观分析周期性边界条件自动施加 被引量：1

6

作者 黄叶飞 徐磊 +3 位作者 刘杰 荆帅召 周昌巧 金永苗 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期21-25,共5页

在混凝土计算均匀化的研究工作中,与Dirichlet和Neuman边界条件相比,周期性边界条件因其计算结果精度高的优点得到广泛应用.但是,对于水工混凝土而言,其细观数值模型结构复杂,单元节点众多,使得周期性边界条件的施加成为一个难题.为此,... 在混凝土计算均匀化的研究工作中,与Dirichlet和Neuman边界条件相比,周期性边界条件因其计算结果精度高的优点得到广泛应用.但是,对于水工混凝土而言,其细观数值模型结构复杂,单元节点众多,使得周期性边界条件的施加成为一个难题.为此,本文基于周期性边界条件理论以及有限元计算软件平台ABAQUS,提出了水工混凝土细观分析周期性边界条件自动施加方法.最后,在3种不同工况下,使用本文方法对混凝土细观数值模型施加周期性边界条件.结果表明,3种工况下,混凝土数值模型的变形和应力分布均符合周期性边界条件的特征,即位移连续和应力连续,验证了本文所提出的周期性边界条件自动施加方法的正确性. 展开更多

关键词 细观分析 周期性边界条件 ABAQUS 自动施加

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基于OpenFOAM的周期性管内流动边界处理方法研究 被引量：3

7

作者 张鹏 凡凤仙 《上海理工大学学报》 北大核心 2017年第3期217-222,共6页

为探究开源计算流体力学软件OpenFOAM中不同周期性边界条件处理方法的适用性,针对圆管内泊肃叶流动,分别在mapped,cyclicAMI,cyclic fan边界条件下开展数值模拟,对模拟得到的速度分布和压力分布进行分析.结果表明:3种边界条件设置下,数... 为探究开源计算流体力学软件OpenFOAM中不同周期性边界条件处理方法的适用性,针对圆管内泊肃叶流动,分别在mapped,cyclicAMI,cyclic fan边界条件下开展数值模拟,对模拟得到的速度分布和压力分布进行分析.结果表明:3种边界条件设置下,数值模拟得到的速度分布均与解析解吻合,其中mapped和cyclicAMI边界条件下的数值解非常接近,且与解析解吻合更好;采用mapped边界能够得到与解析解符合的压力场,采用cyclic fan边界时在模拟区域进、出口存在很大的压力梯度,采用cyclicAMI边界得到的压力则恒为0.基于此,探讨了mapped边界条件下,数值模拟结果对计算网格的敏感性.研究发现:随着径向网格数目的增加,速度的计算精度先迅速提高而后趋于稳定;边界层层数的增加能够有效提高近壁区速度的计算精度;数值模拟时径向网格数目采用16个以上为宜,边界层层数不宜少于3层. 展开更多

关键词 管内流动 周期性边界条件 泊肃叶流动 计算流体力学 OPENFOAM

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横掠管束周期性充分发展通道内流动与换热的非线性特性 被引量：4

8

作者 雍青青 杨茉 +3 位作者 苏丹 王治云 王金龙 徐文栋 《水资源与水工程学报》 2014年第3期29-33,共5页

横掠管束模型抽象于水利工程中的绕流柱体群或换热器中的绕流管束。引用周期性边界条件将模型简化,通过数值模拟技术考察了不同雷诺数下的流场和温度场。经过比较发现随着Re数的增大,流动由稳态转变为出现较大的涡,接着涡变小,随后又变... 横掠管束模型抽象于水利工程中的绕流柱体群或换热器中的绕流管束。引用周期性边界条件将模型简化,通过数值模拟技术考察了不同雷诺数下的流场和温度场。经过比较发现随着Re数的增大,流动由稳态转变为出现较大的涡,接着涡变小,随后又变大这样的一个循环过程。这是由于随着Re数的增大,惯性力、粘性力与不断生成的微小漩涡三者的共同作用导致。换热过程与流动密切相关。此外,研究了监测点处速度随时间的变化趋势。结果表明:流动呈现出非线性特性,随着Re数的增大,数值解从稳态过渡到周期性振荡最后发展为混沌的状态。 展开更多

关键词 横掠管束 流场 温度场 周期性边界条件 非线性特性

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非结构网格在周期性充分发展流动数值模拟中的应用

9

作者 徐利敏 许厚谦 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期705-708,共4页

为了解决周期性充分发展流动数值模拟的计算复杂性,该文提出了非结构网格上周期性边界进出口条件相互回代的方法。应用此方法对横掠叉排管束周期性充分发展层流流动进行了数值模拟,并将其结果与流动进口内8个管束层流流动的充分发展区... 为了解决周期性充分发展流动数值模拟的计算复杂性,该文提出了非结构网格上周期性边界进出口条件相互回代的方法。应用此方法对横掠叉排管束周期性充分发展层流流动进行了数值模拟,并将其结果与流动进口内8个管束层流流动的充分发展区域的数值模拟结果进行了比较,得到了较一致的结果。实验表明:单周期上进出口条件相互回代的方法可以替代多周期的数值计算,从而简化了计算过程,节省了计算时间。 展开更多

关键词 非结构网格 周期性边界条件 数值模拟

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周期性复合材料力学性能的多尺度分析 被引量：3

10

作者 张容国 盛冬发 +1 位作者 李忠君 王怡楠 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第36期15994-16000,共7页

微结构对复合材料的力学性能有较大的影响。基于多尺度渐进展开和摄动法的均匀化理论,通过对位移在宏观和微观量尺度上进行双尺度渐进展开,对具有周期性结构的复合材料进行力学分析与预测,给出了宏观等效的力学性能数学表达式。研究并... 微结构对复合材料的力学性能有较大的影响。基于多尺度渐进展开和摄动法的均匀化理论,通过对位移在宏观和微观量尺度上进行双尺度渐进展开,对具有周期性结构的复合材料进行力学分析与预测,给出了宏观等效的力学性能数学表达式。研究并建立代表性体积单元(representative volume element,RVE)模型,通过对RVE模型施加周期性边界条件对材料性能进行有效预测。利用RVE模型对B/Al纤维增强复合材料的力学性能进行预测,将预测结果与已有的文献结果与实验数据进行对比,结果表明:纤维增强复合材料预测模型具有良好的合理性与本文方法的有效性。并采用四边形和六边形RVE模型对玄武岩纤维增强北化环氧树脂复合材料的有效性能进行预测。 展开更多

关键词 均质化 多尺度渐进法 有限元 微结构 周期性边界条件

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考虑细观随机分布的SMC/UD混杂复合材料建模与分析

11

作者 杨睿 陈冠华 +1 位作者 孙士勇 王俊龙 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期16-22,共7页

本文针对片状模塑料(SMC)/单向纤维(UD)构成的混杂复合材料力学性能进行研究,在细观层面采用蒙特卡洛方法随机生成纤维片,提出的抑制干涉效应的建模方法能够有效改善纤维片间的重叠率,通过敏感度分析确定了细观代表体元尺寸,对细观代表... 本文针对片状模塑料(SMC)/单向纤维(UD)构成的混杂复合材料力学性能进行研究,在细观层面采用蒙特卡洛方法随机生成纤维片,提出的抑制干涉效应的建模方法能够有效改善纤维片间的重叠率,通过敏感度分析确定了细观代表体元尺寸,对细观代表体元施加周期性边界条件以获得混杂复合材料弹性参数,模型的弹性模量预测结果和试验结果吻合良好;并进一步探讨了纤维片尺寸、体积分数以及铺层方式对混杂复合材料弹性模量的影响。结果表明:纤维片长宽比不同会导致代表体元尺寸发生变化,长宽比增加,混杂复合材料弹性模量增加;纤维片体积分数增加将导致混杂复合材料弹性模量增加;对混杂复合材料进行铺层设计,可以使其既具有SMC复合材料的可成型性,又具有与准各向同性材料相当的弹性模量。 展开更多

关键词 有限元分析 周期性边界条件 混杂复合材料 代表体元 SMC

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细编穿刺C/C复合材料热导率数值模拟 被引量：5

12

作者 梁珩 童明波 +1 位作者 王玉青 朱书华 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期364-371,379,共9页

根据细编穿刺复合材料的细观和微观结构,分别建立了纤维束和细编穿刺单胞有限元模型。采用周期性非绝热温度边界条件,计算了纤维束和材料整体的等效热导率。计算结果与经验公式比较,具有高度的一致性。在此基础上,进一步研究了纤维体积... 根据细编穿刺复合材料的细观和微观结构,分别建立了纤维束和细编穿刺单胞有限元模型。采用周期性非绝热温度边界条件,计算了纤维束和材料整体的等效热导率。计算结果与经验公式比较,具有高度的一致性。在此基础上,进一步研究了纤维体积分数、基体和纤维热导率对材料热导率的影响。结果表明,随着纤维含量的增加,材料两个方向热导率均有不同程度的下降,且差异逐渐减小,且基体对热导率影响作用较大。文中采用的模型和周期性边界条件与理论预期符合较好,为材料热学和热力耦合问题的分析提供了有用参考。 展开更多

关键词 细编穿刺C/C复合材料 有限元 单胞 周期性边界条件 热导率

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基于精确子域模型的带护套转子高速永磁电机转子涡流损耗解析方法 被引量：18

13

作者 佟文明 侯明君 +1 位作者 孙鲁 吴胜男 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期4047-4059,共13页

现有二维精确子域法在计算转子涡流损耗时,为了便于系数矩阵求解,通常忽略涡流反作用的影响。对于高速永磁电机,电枢电流中含有大量的时间谐波,涡流反作用对转子损耗影响大,忽略涡流反作用会严重影响计算精度。该文基于精确子域法,通过... 现有二维精确子域法在计算转子涡流损耗时,为了便于系数矩阵求解,通常忽略涡流反作用的影响。对于高速永磁电机,电枢电流中含有大量的时间谐波,涡流反作用对转子损耗影响大,忽略涡流反作用会严重影响计算精度。该文基于精确子域法,通过在有源区域内求解包含时间导数及导体运动速度的扩散方程,建立了一个考虑涡流反作用和各次时空谐波的高速永磁同步电机转子涡流损耗解析模型。为提高计算精度,该模型对槽口建立方程考虑槽口对磁场分布的影响。为提高计算速度,利用电机的周期性,建立周期性边界条件。通过该解析模型研究了不同变频器开关频率及气隙长度下,各次时空谐波在转子上产生的涡流损耗变化规律。通过对一台7.5kW非晶合金高速永磁电机进行损耗分离实验,将解析结果与有限元、实验结果对比,证明了所提出解析模型的正确性。 展开更多

关键词 高速永磁电机 精确子域模型 涡流反作用 周期性边界条件 损耗分离实验

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三维五向编织复合材料宏细观力学性能分析 被引量：13

14

作者 徐焜 许希武 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期1053-1058,共6页

基于三维五向编织复合材料的细观结构胞元,采用细观有限元方法建立了材料宏观等效弹性性能的力学分析模型。模型数值结果与拉伸试验数据基本吻合,说明模型可用于该材料的宏观力学性能预测。经分析其细观应力分布及变形,表明基于胞元分... 基于三维五向编织复合材料的细观结构胞元,采用细观有限元方法建立了材料宏观等效弹性性能的力学分析模型。模型数值结果与拉伸试验数据基本吻合,说明模型可用于该材料的宏观力学性能预测。经分析其细观应力分布及变形,表明基于胞元分析的力学模型能有效预测含周期性结构材料的细观力学响应。由于该模型能给出较为合理的细观应力应变场,为进一步开展三维五向编织复合材料的失效分析奠定了基础。 展开更多

关键词 三维五向 编织复合材料 有限元法 周期性边界条件 力学性能

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自由空间法分析介质蜂窝等效复介电常数 被引量：10

15

作者 张云祥 赵志钦 +1 位作者 史维光 王茜 《电讯技术》 北大核心 2013年第11期1518-1522,共5页

根据自由空间法介质材料介电常数测试原理,采用商用电磁场仿真软件给出了介质蜂窝材料等效复介电常数的分析方法,计算出了特定材料、格孔周期蜂窝材料的等效复介电常数。为验证方法的正确性,对等效介电常数的平板和相应的蜂窝的透射反... 根据自由空间法介质材料介电常数测试原理,采用商用电磁场仿真软件给出了介质蜂窝材料等效复介电常数的分析方法,计算出了特定材料、格孔周期蜂窝材料的等效复介电常数。为验证方法的正确性,对等效介电常数的平板和相应的蜂窝的透射反射系数的幅度相位进行了比较,两者吻合良好。通过对宽带范围内蜂窝等效介电常数的计算表明,介质蜂窝具有微小的色散效应,随着频率增高,蜂窝的相对介电常数、损耗正切略微减小;蜂窝的磁介电常数接近为1,磁损耗正切接近为0。 展开更多

关键词 介质蜂窝 复介电常数 自由空间法 周期性边界条件

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基于单胞有限元的波纹板等效刚度特性 被引量：2

16

作者 王远 臧勇 +1 位作者 管奔 秦勤 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1230-1238,共9页

为了得到波纹板的宏观刚度特性及其与表面形貌结构参数的关系,基于单胞有限元的方法对波纹板的等效刚度特性进行了研究。首先,基于单胞有限元的周期性边界条件,计算了具有周期性排布特点的波纹板的等效刚度;然后,计算了典型形貌波纹板... 为了得到波纹板的宏观刚度特性及其与表面形貌结构参数的关系,基于单胞有限元的方法对波纹板的等效刚度特性进行了研究。首先,基于单胞有限元的周期性边界条件,计算了具有周期性排布特点的波纹板的等效刚度;然后,计算了典型形貌波纹板的等效刚度特性,并进行了分析和验证;最后,运用单胞有限元的方法分析了波纹板结构参数对等效刚度特性的影响。分析结果表明:采用单胞有限元的方法可以有效计算波纹板的等效刚度;波纹板相较于基础薄板具有更高的弯曲刚度,但拉伸刚度和剪切刚度较低。当基础薄板厚度固定时,随着波纹板相对厚度的增加,拉伸刚度和剪切刚度降低,弯曲刚度升高;随着波纹板波纹相对周期间距的增加,拉伸刚度和剪切刚度升高,弯曲刚度降低。 展开更多

关键词 波纹板 单胞结构 有限元 周期性边界条件 等效刚度特性

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含孔洞的颗粒增强复合材料力学性能研究 被引量：2

17

作者 许杨剑 武鹏伟 +1 位作者 许雷 梁利华 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期564-568,共5页

研究了颗粒体积分数、粒径、材料特性和孔洞等因素对颗粒增强复合材料的影响.通过编程实现了二维RVE模型构建,并给出了周期性位移边界条件施加过程.基于ABAQUS二次开发实现均匀化方法,并用该方法计算分析了RVE的力学响应.研究表明:软化... 研究了颗粒体积分数、粒径、材料特性和孔洞等因素对颗粒增强复合材料的影响.通过编程实现了二维RVE模型构建,并给出了周期性位移边界条件施加过程.基于ABAQUS二次开发实现均匀化方法,并用该方法计算分析了RVE的力学响应.研究表明:软化颗粒比增强颗粒对基体力学性能的影响范围大,孔洞缺陷对基体的力学性能具有严重的削弱作用. 展开更多

关键词 复合材料 均匀化 代表性体积单元 周期性边界条件

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轴棒法炭/炭复合材料力学性能预测研究 被引量：4

18

作者 廖英强 刘勇琼 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期878-882,共5页

为形成一套完善的轴棒法炭/炭复合材料基本力学性能预测方法,首先完成了轴棒法炭/炭复合材料代表性体积单元的建立,然后以周期性边界条件为理论基础,编写了周期性边界条件子程序,最后结合均匀化理论和双线性内聚力模型对轴棒法炭/炭复... 为形成一套完善的轴棒法炭/炭复合材料基本力学性能预测方法,首先完成了轴棒法炭/炭复合材料代表性体积单元的建立,然后以周期性边界条件为理论基础,编写了周期性边界条件子程序,最后结合均匀化理论和双线性内聚力模型对轴棒法炭/炭复合材料力学性能进行了预测研究。研究结果表明,以均匀化理论、双线性内聚力模型和周期性边界条件为基础,采用代表性体积单元可以快速有效地实现轴棒法炭/炭复合材料力学性能预测。 展开更多

关键词 炭 炭复合材料 均匀化理论 双线性内聚力模型 周期性边界条件 代表性体积单元

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表面各向异性场对自旋波本征模的影响 被引量：1

19

作者 侯小娟 云国宏 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期101-105,共5页

考虑表面各向异性场,在非周期性边界条件下应用界面重参数化方法精确求解了两层铁磁耦合薄膜中的低能自旋波本征值,同时给出对应的本征模．结果表明：在A～B两层铁磁膜中自旋波本征模存在3种形式,分别为体模、界面模和禁闭模；而且表面... 考虑表面各向异性场,在非周期性边界条件下应用界面重参数化方法精确求解了两层铁磁耦合薄膜中的低能自旋波本征值,同时给出对应的本征模．结果表明：在A～B两层铁磁膜中自旋波本征模存在3种形式,分别为体模、界面模和禁闭模；而且表面各向异性场对本征模的表面、界面和传播性质影响很大． 展开更多

关键词 自旋波 非周期性边界条件 表面各向异性场 本征模

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纺织复合材料和结构多尺度耦合的数值分析 被引量：6

20

作者 田俊 周储伟 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1022-1028,共7页

研究了纺织复合材料和结构多尺度耦合的数值分析模型。建立了微、细观单胞,给出了纺织复合材料平均弹性常数的逐级分析方法,着重研究了由宏观结构、到细观纤维束、再到微观纤维三个尺度耦合的应力分析方案。对于常用的板壳状纺织复合材... 研究了纺织复合材料和结构多尺度耦合的数值分析模型。建立了微、细观单胞,给出了纺织复合材料平均弹性常数的逐级分析方法,着重研究了由宏观结构、到细观纤维束、再到微观纤维三个尺度耦合的应力分析方案。对于常用的板壳状纺织复合材料结构,在面内载荷下,假设每层细观单胞的平均面内应变是一致的,在弯曲、横向剪切及扭曲等非面内载荷下,在内力等效条件下将沿厚度方向连续分布的宏观应力简化为阶梯状分布,忽略了每层细观单胞范围内宏观应力沿厚度方向的梯度变化,由此利用细观单胞模型实现宏观应力与细观应力之间的传递,再利用微观单胞可得到纤维尺度的微观应力。最后以一种三维机织复合材料为例,用上述多尺度耦合的模型逐级分析了材料的平均弹性常数,并沿相反方向,由宏观结构分析逐级计算出纤维束尺度和纤维尺度的细、微观应力的局部波动。 展开更多

关键词 纺织复合材料 多尺度耦合分析 周期性单胞 周期性边界条件

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