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预应力混凝土梁体弹性模量理论与试验研究
1
作者 程海根 曾辉 +1 位作者 伍坤 黄小文 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期42-49,共8页
研究目的:弹性模量是分析混凝土结构力学性能的关键参数。在预应力混凝土结构设计中,通常直接采用混凝土的弹性模量简化计算,但这种方法忽略了预应力筋和普通钢筋的影响。本研究旨在通过理论分析与试验验证,探索预应力筋和普通钢筋对预... 研究目的:弹性模量是分析混凝土结构力学性能的关键参数。在预应力混凝土结构设计中,通常直接采用混凝土的弹性模量简化计算,但这种方法忽略了预应力筋和普通钢筋的影响。本研究旨在通过理论分析与试验验证,探索预应力筋和普通钢筋对预应力混凝土梁体弹性模量的实际影响,提出一种基于等效刚度相等原则的梁体弹性模量解析公式。利用ANSYS Workbench软件模拟不同配筋条件下的梁体弹性模量,并通过试验验证模型的准确性和可靠性。研究结论:(1)预应力筋和普通钢筋配筋率对预应力混凝土梁体弹性模量均有显著影响,且两者之间存在线性关系;(2)随着配筋率的增加,梁体弹性模量明显提升,当配筋率为3%时,梁体弹性模量相比混凝土弹性模量提高了27.3%;当配筋率为5%时,提高了44.3%;(3)本研究成果可应用于预应力混凝土结构的设计优化中;考虑配筋对弹性模量的影响,能够显著减少结构计算中的误差,提高工程安全性与经济性。 展开更多
关键词 桥梁工程 预应力混凝土 弹性模量 数值模拟 ANSYS Workbench
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基于机器学习的碱激发矿渣-粉煤灰混凝土抗压强度与弹性模量影响因素分析
2
作者 刘琳 邵鑫 +1 位作者 庞昆 郑蕻陈 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第4期1398-1407,共10页
本研究针对碱激发矿渣-粉煤灰(AASF)浆体和混凝土力学性能的复杂影响因素,采用试验与机器学习相结合的方法,系统分析了影响抗压强度和弹性模量的关键参数。通过随机森林回归(RFR)和梯度提升回归(GBR)模型对材料的抗压强度和弹性模量进... 本研究针对碱激发矿渣-粉煤灰(AASF)浆体和混凝土力学性能的复杂影响因素,采用试验与机器学习相结合的方法,系统分析了影响抗压强度和弹性模量的关键参数。通过随机森林回归(RFR)和梯度提升回归(GBR)模型对材料的抗压强度和弹性模量进行分析预测。结果表明,机器学习预测的材料抗压强度与弹性模量与真实值差距可以控制在±15%以内,并提供了定量计算公式,显著提升了对材料力学性能优化的效率和效果。基于双目标分析方法,进一步探讨了浆体和混凝土抗压强度与弹性模量之间存在的搭配组合关系,并揭示了优化配比设计的有效路径。粉煤灰掺量存在显著的阈值效应,当掺量小于25%(质量分数)时,与抗压强度呈正相关,当掺量介于50%~75%(质量分数),与抗压强度呈负相关。本研究为碱激发矿渣-粉煤灰材料的性能优化提供了一种高效、智能的解决方案,同时为土木工程领域的低碳材料研究提供了实践基础。 展开更多
关键词 碱激发材料 矿渣 粉煤灰 机器学习 抗压强度 弹性模量 双目标分析
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结核质量分数及粒径对钙质结核土动弹性模量的影响
3
作者 吴道祥 林飞 +1 位作者 吴杰 李汶修 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期969-974,共6页
钙质结核土具有独特的物质组成和结构,其土动力学方面的研究较少。文章开展了一系列含有不同粒径和质量分数结核的钙质结核土试样的动三轴试验,研究结核的存在对钙质结核土动弹性模量的影响。试验结果表明:随着循环次数的增加,土体动弹... 钙质结核土具有独特的物质组成和结构,其土动力学方面的研究较少。文章开展了一系列含有不同粒径和质量分数结核的钙质结核土试样的动三轴试验,研究结核的存在对钙质结核土动弹性模量的影响。试验结果表明:随着循环次数的增加,土体动弹性模量先迅速降低,而后降低幅度随动应变的增大而逐渐减小;随着结核粒径或质量分数的增大,土体动弹性模量随之增大,土体抵抗动荷载作用变形的能力越强。采用颗粒流PFC2D对钙质结核土的动三轴试验进行数值模拟,模拟结果表明在循环荷载作用下,结核明显阻滞了其周围细粒的变位,结核及其周围产生明显应力集中,形成土体“骨架”,从微观上解释了结核的存在对土体动弹性模量的影响和作用。该研究成果为钙质结核土动力学研究奠定了基础,对其他类似粗粒-细粒结构土体的动力学研究具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 钙质结核土 循环荷载 动弹性模量 滞回曲线 颗粒流
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基于动态法的GH5188合金弹性模量阈值温度测量方法
4
作者 孙士勇 朱殿立 +1 位作者 李影 赵延广 《热加工工艺》 北大核心 2025年第7期95-99,共5页
利用动态法对GH5188合金在升温过程中的弹性模量E进行了测量,基于经验公式E=E_(0)(1-ηT),提出一种双阶段线性拟合求解阈值温度T_(0)的方法,以快速确定GH5188合金的弹性模量随温度升高而呈现线性降低的适用温度范围;通过常温下的对比实... 利用动态法对GH5188合金在升温过程中的弹性模量E进行了测量,基于经验公式E=E_(0)(1-ηT),提出一种双阶段线性拟合求解阈值温度T_(0)的方法,以快速确定GH5188合金的弹性模量随温度升高而呈现线性降低的适用温度范围;通过常温下的对比实验,验证了对称斜面式耐高温砖辅以耐高温棉的支撑方式替代悬丝法进行弹性模量测量的准确性,并讨论分析了高温下此方法的可行性,提出了一种升降温结合的实验方法,在满足阈值温度测量精度下缩短实验时间近40%。 展开更多
关键词 动态法 弹性模量 GH5188合金 高温
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用于生物组织弹性模量检测的压电触觉传感器
5
作者 胡捷 刘仁鑫 +2 位作者 杨卫平 段武茂 文建萍 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期325-334,共10页
在粘膜下肿瘤早期诊断中,使用内窥镜获得触觉反馈信息有助于提高生物组织的弹性模量检测精度,进而精准定位血管,确定生物组织的健康状况与类型,从而提高治疗质量。故设计了一种适用于安装在医用内窥镜上的微型压电触觉传感器(PTS,φ=2.0... 在粘膜下肿瘤早期诊断中,使用内窥镜获得触觉反馈信息有助于提高生物组织的弹性模量检测精度,进而精准定位血管,确定生物组织的健康状况与类型,从而提高治疗质量。故设计了一种适用于安装在医用内窥镜上的微型压电触觉传感器(PTS,φ=2.0 mm),该器件主要由两个刚度不同的组件(内部和封装组件)及PVDF压电层构成。基于串联弹簧模型和压电传递方程,建立了PTS/生物组织接触传感数值模型,深入分析PTS的生物组织弹性模量传感规律;采用微机电系统(MEMS)制造工艺,制备了PTS样机,同时搭建PTS/生物组织动态载荷测试平台对猪胃中不同人工肿瘤软/硬特性测试和模型验证。计算结果表明,当PTS接触较硬的生物组织时,大部分的轴向载荷由内部组件-铜球传递,PDMS封装层的形变很小。相反,当PTS接触较软的生物组织时,PDMS封装层产生的形变较大。其次,PVDF层靠近内部组件(铜球)的接触区域产生的响应电压(V)与应力(σ)最大,其与封装层接触区域产生的V与σ较小;实验结果表明,内部组件与封装组件响应电压之比(V_(1)/V_(2))与生物组织弹性模量(E_(t))成线性关系,0.2~3.5 MPa内,随E_(t)增大,V_(1)/V_(2)增大,且与模型计算结果相吻合。因此,上述测量方法可有效提取生物组织的生物力学信息。 展开更多
关键词 生物组织 触觉传感器 压电 弹性模量
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矫平方式对电解铜不锈钢基板弹性模量的影响
6
作者 阮英 田小江 +2 位作者 李睿 黄健康 樊丁 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第5期9-13,共5页
在进行铜的电解精炼时,不锈钢基板作为永久阴极,基板的平整度对电解铜的效率与能耗有重要影响.针对电解铜不锈钢阴极板规模化生产,研究了阴极板矫平方式对基板弹性模量的影响.使用挠度法对316L不锈钢基板的弹性模量进行测量,探讨了不同... 在进行铜的电解精炼时,不锈钢基板作为永久阴极,基板的平整度对电解铜的效率与能耗有重要影响.针对电解铜不锈钢阴极板规模化生产,研究了阴极板矫平方式对基板弹性模量的影响.使用挠度法对316L不锈钢基板的弹性模量进行测量,探讨了不同矫平次数以及不同矫平方向对316L不锈钢基板弹性模量的影响.结果表明:单向矫平时,随着矫平次数的增加,不锈钢基板的弹性模量呈逐渐降低趋势;纵向横向交替矫平时,弹性模量也呈下降趋势,且纵向上的降低幅度较大. 展开更多
关键词 不锈钢基板 矫平 挠度法测量 弹性模量
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基于纳米压痕测试的颗粒材料弹性模量标定及应用
7
作者 陈峰 黄宏波 +5 位作者 罗刚 李宝建 王中宽 张涛 魏骁 杨仲轩 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S1期91-95,共5页
离散元数值仿真是研究砂土、砾土等颗粒材料受荷响应微观机理的重要手段。标定离散元方法的颗粒间接触模型参数对仿真结果真实性具有重要影响。以玻璃珠为研究对象,采用纳米压痕试验测试玻璃珠的杨氏模量;并对相同材质的玻璃块开展了超... 离散元数值仿真是研究砂土、砾土等颗粒材料受荷响应微观机理的重要手段。标定离散元方法的颗粒间接触模型参数对仿真结果真实性具有重要影响。以玻璃珠为研究对象,采用纳米压痕试验测试玻璃珠的杨氏模量;并对相同材质的玻璃块开展了超声波波速测试获得了玻璃材料的杨氏模量,验证了纳米压痕测试结果的可靠性。最后,将测得的弹性模量用于离散元数值仿真,成功模拟了颗粒材料的小应变剪切特性。 展开更多
关键词 颗粒材料 弹性模量 纳米压痕测试 离散元方法 小应变剪切模量
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ELID砂轮氧化膜等效弹性模量的预测
8
作者 叶俊宏 李屹 +2 位作者 杨绿 纪斌 王柱 《机床与液压》 北大核心 2025年第1期202-208,共7页
在线电解修整磨削技术(ELID)被广泛应用于陶瓷等硬脆材料加工,其砂轮在线电解形成的氧化膜对砂轮与工件之间的接触、滑擦和耕犁过程影响显著。为了预测ELID砂轮氧化膜的等效弹性模量,提出一种大弹性模量夹杂物等效弹性模量数学模型。采... 在线电解修整磨削技术(ELID)被广泛应用于陶瓷等硬脆材料加工,其砂轮在线电解形成的氧化膜对砂轮与工件之间的接触、滑擦和耕犁过程影响显著。为了预测ELID砂轮氧化膜的等效弹性模量,提出一种大弹性模量夹杂物等效弹性模量数学模型。采用ABAQUS有限元仿真对所提出的预测模型与T-S方法进行对比,并应用纳米压痕表征方法验证了所提模型的有效性。结果表明:该理论模型可以较为准确地预测ELID砂轮氧化膜在厚度超过一定值的等效弹性模量,与实验检测的误差在5%以内;ELID砂轮氧化膜的等效弹性模量随着氧化膜厚度的增加而减少,当厚度超过一定值时,等效弹性模量增长缓慢,这是由于随着氧化膜的厚度增加,参与磨削的表层对整个氧化膜的影响变小,等效弹性模量趋于定值;根据理论数学模型,当颗粒增强复合材料夹杂物的弹性模量远大于基体的弹性模量时,在相同体积分数下,颗粒增强复合物的等效弹性模量与复合材料基体的弹性模量成正比。 展开更多
关键词 ELID砂轮氧化膜 等效弹性模量 理论数学模型 有限元仿真
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反映温度历程的水工混凝土弹性模量预测模型探讨
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作者 吴晓亚 黄耀英 +2 位作者 夏世法 周彧婕 王廷 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期570-579,共10页
针对现有水工混凝土弹性模量预测模型难以合理反映经历变温历程的水工混凝土弹性模量变化规律,在室内开展了4种不同养护温度(2℃、8℃、20℃和40℃)下水工混凝土动弹性模量试验以及标准养护温度下水工混凝土动、静弹性模量试验。通过建... 针对现有水工混凝土弹性模量预测模型难以合理反映经历变温历程的水工混凝土弹性模量变化规律,在室内开展了4种不同养护温度(2℃、8℃、20℃和40℃)下水工混凝土动弹性模量试验以及标准养护温度下水工混凝土动、静弹性模量试验。通过建立动、静弹性模量之间的回归关系式,获得了不同养护温度下的水工混凝土静弹性模量,然后采用最小二乘法计算了水工混凝土活化能,进而优化辨识了基于等效龄期的水工混凝土弹性模量预测模型参数,最后对比分析了新建弹性模量预测模型与现有弹性模量经验模型的预测效果。研究结果表明,基于不同养护温度下的动、静弹性模量计算的活化能分别为30.04、31.96 kJ/mol,略小于基于不同养护温度下抗压强度计算的活化能32.86 kJ/mol;在给定配比下基于等效龄期建立的水工混凝土弹性模量预测模型的拟合精度优于现有弹性模量经验模型。 展开更多
关键词 水工混凝土 活化能 等效龄期 弹性模量 预测模型
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采用脉冲激振法研究Zr-4锆合金弹性模量
10
作者 陈波全 王美玲 +2 位作者 陈雨航 王朋飞 吕俊男 《计量学报》 北大核心 2025年第4期607-613,共7页
采用脉冲激振法研究了国产Zr-4合金板材、管坯、管材和棒材的杨氏模量和剪切模量。在压水堆包壳服役温度范围内,不同型材及典型取样方向下Zr-4合金杨氏模量和剪切模量分别相差不超过10%。室温至400℃之间,不同型材杨氏模量差值在3.1~3.9... 采用脉冲激振法研究了国产Zr-4合金板材、管坯、管材和棒材的杨氏模量和剪切模量。在压水堆包壳服役温度范围内,不同型材及典型取样方向下Zr-4合金杨氏模量和剪切模量分别相差不超过10%。室温至400℃之间,不同型材杨氏模量差值在3.1~3.9 GPa范围内,相差约4%~5%;剪切模量差值在1.0~2.3 GPa范围内,相差约3%~9%。棒材等效泊松比随温度增加无显著变化;板材等效泊松比随温度增加而明显增加;管坯等效泊松比随温度增加略微降低,但变化较小。 展开更多
关键词 热物性计量 弹性模量 动态法 脉冲激振法 锆合金
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提高木材弹性模量和泊松比测试精度的四点弯曲梁法
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作者 王正 徐添铕 +4 位作者 邹红艳 许本欢 周宇昊 宋利明 陈清平 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第2期216-228,共13页
【目的】探究影响四点弯曲梁法测试木材弹性模量和泊松比精度的因素,给出提高测试精度的方法。【方法】应用ANSYS19静力模块对云杉、欧洲赤松和山毛榉的弦向、径向和横向梁试件,在对称加载四点弯曲时进行应力、应变和挠度分析;从挠度和... 【目的】探究影响四点弯曲梁法测试木材弹性模量和泊松比精度的因素,给出提高测试精度的方法。【方法】应用ANSYS19静力模块对云杉、欧洲赤松和山毛榉的弦向、径向和横向梁试件,在对称加载四点弯曲时进行应力、应变和挠度分析;从挠度和应变作为测量参量计算的弹性模量结果,给出测试木材弹性模量合宜的测量参量,即应变;从试验方面探索其试件表面木纹分布及其经受的应力性质对试件表面中心点的横向应变和纵向应变的影响。【结果】对称加载的四点弯曲梁在纯弯曲段跨中表面上存在数值十分微小的横向应力;该梁段的上、下表面中心线上各点的纵向应力与纵向应变的比值相当好地吻合于弹性模量参考值;横向应变与纵向应变比值的绝对值仅在跨中附近区域内(x/l=0.45~0.55)与其泊松比参考值相吻合;试件表面木纹分布及其经受的应力性质对试件上下表面中心点的横向应变影响大,而对纵向应变影响甚微。【结论】对称四点弯曲梁应变法以应变作为测量参量推算的弹性模量精度,从适用的试件尺寸范围和剪力的影响来说优于挠度参量,采用480 mm×20 mm×20 mm梁试件测试跨中挠度推算出的弹性模量才有足够精度;2组半桥测试的四点弯曲法成功地提高了木材泊松比的测试精度;对于落叶松弦向、径向和云杉横向以及LVL试件,应用四点弯曲梁应变法测试的弹性模量和泊松比,与轴向拉伸法和动态梁法测试结果相当吻合。 展开更多
关键词 四点弯曲梁应变法 挠度 应变 测试 弹性模量 泊松比 精度
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基于粗骨料的混凝土弹性模量控制方法及预测模型
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作者 李良顺 李化建 +2 位作者 杨志强 石贺男 董昊良 《材料导报》 北大核心 2025年第16期98-112,共15页
混凝土弹性模量是构件抗变形特性的重要研究内容,粗骨料是影响混凝土弹性模量的重要因素之一,过去的工作未能充分阐明粗骨料特性对混凝土弹性模量的影响机制。本文分析了粗骨料岩性、吸水率、弹性模量、颗粒形貌、级配和掺量对混凝土弹... 混凝土弹性模量是构件抗变形特性的重要研究内容,粗骨料是影响混凝土弹性模量的重要因素之一,过去的工作未能充分阐明粗骨料特性对混凝土弹性模量的影响机制。本文分析了粗骨料岩性、吸水率、弹性模量、颗粒形貌、级配和掺量对混凝土弹性模量的影响规律及作用机理;提出了通过调整粗骨料特性来改变混凝土界面过渡区(ITZ)的性能、变形量和密实度,从而控制混凝土弹性模量的方法;系统综述了国内外学者提出的混凝土弹性模量预测模型,并对不同模型的有效性进行评价,以期为不同弹性模量要求的混凝土设计提供指导。 展开更多
关键词 混凝土 粗骨料 弹性模量 影响机理 预测模型
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腐蚀环境下纳米SiO_(2)改良水泥土动弹性模量与阻尼比试验 被引量：1
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作者 庄心善 杨本驰 寇强 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期253-263,共11页
近海地区工程建设项目大多受海水腐蚀和动荷载影响,为改善近海地区水泥土基础的力学性能,选取广州某沿海工程黏土制备纳米SiO_(2)改良水泥土试样,利用GDS真(动)三轴仪对改良水泥土进行循环加载试验,探究腐蚀状态下纳米SiO_(2)对水泥土... 近海地区工程建设项目大多受海水腐蚀和动荷载影响,为改善近海地区水泥土基础的力学性能,选取广州某沿海工程黏土制备纳米SiO_(2)改良水泥土试样,利用GDS真(动)三轴仪对改良水泥土进行循环加载试验,探究腐蚀状态下纳米SiO_(2)对水泥土力学性能的影响,分析不同腐蚀天数、不同海盐腐蚀浓度下改良水泥土的动弹性模量及阻尼特性。结果表明:纳米SiO_(2)改良水泥土动弹性模量随海盐腐蚀溶液浓度增大逐渐减小,其增长速率随海盐腐蚀时间增长逐渐减弱;与普通水泥土相比,在水泥土中掺入纳米SiO_(2)可明显增大水泥土动弹性模量,提高土体抗腐蚀能力;利用Konder模型得出水泥土动弹性模量倒数与动应变呈良好的线性关系,且纳米SiO_(2)改良水泥土最大动弹性模量E_(d0)相比于普通水泥土有明显提高;采用Darendeli模型对水泥土动弹性模进行分析,得到纳米SiO_(2)改良前后水泥土动模量比衰减模型,该模型能较好地描述海盐腐蚀环境下水泥土动弹性模量随动应变的变化规律;在海盐腐蚀时间相同的条件下,纳米SiO_(2)改良水泥土滞回圈面积S、阻尼比λ随海盐腐蚀溶液浓度增加不断增大,且均小于普通水泥土,水泥土经纳米SiO_(2)改良后,阻尼比λ的增长速率及增长量明显减小。在沿海腐蚀环境下,纳米SiO_(2)可有效提高水泥土力学性能,探究如何改良水泥土动力特性可为实际工程建设提供有效参考。 展开更多
关键词 海盐腐蚀溶液 水泥土 纳米SiO_(2) 动三轴试验 动弹性模量 阻尼比
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泡沫混凝土的无侧限抗压强度与弹性模量的相关性
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作者 胡伟 邵成健 +2 位作者 朱辰 韩峰 林波 《混凝土》 北大核心 2025年第8期17-20,共4页
为研究泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量随龄期发展规律以及二者之间相互关系,以水泥、粉煤灰、矿粉、发泡剂为原材料,制备不同水灰比不同气泡含量的泡沫混凝土。经自然养护后,分别测试泡沫混凝土试块7 d、14 d、28 d的相关力学性能参数... 为研究泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量随龄期发展规律以及二者之间相互关系,以水泥、粉煤灰、矿粉、发泡剂为原材料,制备不同水灰比不同气泡含量的泡沫混凝土。经自然养护后,分别测试泡沫混凝土试块7 d、14 d、28 d的相关力学性能参数并进行数据分析。研究结果表明:水灰比对泡沫混凝土早期抗压强度和弹性模量影响较大,水灰比0.5有利于泡沫混凝土早期抗压强度增长,水灰比0.43有利于泡沫混凝土弹性模量增长;泡沫混凝土弹性模量与抗压强度的平方根值呈线性关系,随水灰比的增大,弹性模量相对抗压强度值的平方根值增长越缓慢;随龄期的增长,弹性模量相对抗压强度值的平方根增长的越快。 展开更多
关键词 泡沫混凝土 弹性模量 抗压强度 相关性
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温致材料弹性模量变化的刚-柔-热耦合系统动力学
15
作者 杨煜林 田青龙 +6 位作者 蔡陈生 唐育聪 任建伟 董杨 高辉遥 赵振宇 卢天健 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第9期1130-1146,共17页
航天器在太空执行任务期间会受到复杂空间热环境载荷影响,导致其柔性结构的温度场发生显著变化,温度变化会引发结构的热动力学耦合强非线性的动力学响应,严重时会导致航天器失效.对于大尺寸、低刚度的柔性结构,其母材弹性模量的微小变... 航天器在太空执行任务期间会受到复杂空间热环境载荷影响,导致其柔性结构的温度场发生显著变化,温度变化会引发结构的热动力学耦合强非线性的动力学响应,严重时会导致航天器失效.对于大尺寸、低刚度的柔性结构,其母材弹性模量的微小变化会引起系统较大的响应,故有必要分析材料弹性模量随温度变化对刚-柔-热耦合系统动力学的影响规律.该文以绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)为基础,采用位置和梯度作为表征位移场及温度场的广义坐标,考虑温度对材料弹性模量的影响,提出了位移场和温度场统一形函数插值的等参单元.之后,根据虚功原理推导出系统的动力学方程,根据热量守恒定律推导出系统的传热方程,并采用广义α方法同时求解了每一个时间步内的两个方程.首先通过Boley简支梁验证了该文所提模型的有效性,然后分别建立了旋转柔性梁和中心刚体-夹层帆板航天器的刚-柔-热耦合系统动力学模型,针对不考虑温致材料弹性模量变化和考虑温致材料弹性模量变化的不同工况,进行动力学分析和比较.结果表明,相较于热应力,热环境下材料弹性模量的降低对系统响应的影响更为显著:对于旋转柔性梁,当角速度ω_(0)为2 rad/s和10 rad/s时,柔性梁端部的最大变形量相比于刚-柔耦合工况分别增大了9.7%和4.5%;对于中心刚体-夹层帆板,当力矩M 0为200 N·m和2000 N·m时,帆板检测点的最大变形量相比于刚-柔耦合工况分别增大了8.7%和7.1%.温度导致材料弹性模量的变化对刚-柔-热耦合系统动力学响应产生的影响不容忽视,该文结果可为航天器的控制系统设计提供重要参考. 展开更多
关键词 刚-柔-热耦合 绝对节点坐标法 温致材料弹性模量变化
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非晶合金中弹性模量特征及结构状态演化分析
16
作者 郝奇 杨东升 +2 位作者 Eloi Pineda Vitaly A.Khonik 乔吉超 《力学学报》 北大核心 2025年第4期948-957,共10页
非晶态固体物理老化对于理解其玻璃转变.力学变形和晶化行为至关重要,核心在于如何构建老化模型以帮助理解弛豫机制和预测材料力学.物理性能的演化.通过对Zr_(46)Cu_(46)Al_(8)非晶合金室温到过冷液相区剪切模量测试和动态力学参量测试... 非晶态固体物理老化对于理解其玻璃转变.力学变形和晶化行为至关重要,核心在于如何构建老化模型以帮助理解弛豫机制和预测材料力学.物理性能的演化.通过对Zr_(46)Cu_(46)Al_(8)非晶合金室温到过冷液相区剪切模量测试和动态力学参量测试,探究了非晶合金升温过程中的结构状态演化.假设剪切模量变化量正比于缺陷浓度变化,进而计算获得缺陷浓度随温度演化.当前工作考虑物理老化过程中缺陷浓度向平衡态演化服从一阶动力学,并假设特征时间的Arrhenius温度依赖性,半定量计算了非晶合金缺陷浓度的温度依赖性.研究结果表明,等构型状态下晶态及非晶态合金剪切模量均随温度近似线性减小.铸态非晶合金剪切模量随温度演化表现为3个典型区域:深玻璃态等构型条件下剪切模量近似线性降低,中间温度区域老化导致剪切模量相对升高和玻璃转变温度之上剪切模量急剧减小.剪切模量弛豫与缺陷浓度演化密切相关,当前基于一阶动力学所构建老化模型计算所得缺陷浓度演化与基于剪切模量数据所得缺陷演化数据吻合.此外基于动态力学参量的温度依赖性分析,分析了老化对复模量演化的影响,指出当前体系中的过剩尾行为源于老化导致的模量变化和α弛豫谱特征变化,而非一般意义上的次级弛豫行为. 展开更多
关键词 非晶合金 弹性模量 缺陷 老化
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基于压电阻抗的木材弹性模量检测
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作者 蒋陈侃 徐广洲 李绍成 《林业工程学报》 北大核心 2025年第4期54-60,共7页
针对木材弹性模量动态检测的实际需求,在现有自由梁横向振动法的基础上,提出了基于锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)阻抗响应分析的弹性模量检测新方法。根据PZT-梁形试件耦合结构的分析模型,推导了耦合结构中PZT电导纳与试件模态频率的关系,从理... 针对木材弹性模量动态检测的实际需求,在现有自由梁横向振动法的基础上,提出了基于锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)阻抗响应分析的弹性模量检测新方法。根据PZT-梁形试件耦合结构的分析模型,推导了耦合结构中PZT电导纳与试件模态频率的关系,从理论上分析了在PZT阻抗响应曲线中提取耦合试件一阶弯曲模态频率的可行性。为了提高检测精度,以及确定恰当的PZT扫频范围,通过模态仿真进行了试件尺寸和PZT扫频范围优化,试件尺寸优化为250 mm×40 mm×5 mm,PZT扫频范围优化为300~600 Hz。选取3种木材进行了基于PZT阻抗法的弹性模量检测仿真研究,仿真结果表明:PZT阻抗法可以有效地激发耦合试件的一阶弯曲模态,在优化的扫频范围内,PZT阻抗实部响应曲线中存在唯一的特征峰,该峰值频率为耦合试件的一阶弯曲模态频率,利用峰值频率计算得到3种木材的动态弹性模量,其最大相对误差仅为1.59%。选取6种木材进行了基于PZT阻抗法的弹性模量检测试验研究,试验结果表明最大相对误差仅为1.09%。仿真和试验结果均验证了PZT阻抗法的有效性。 展开更多
关键词 锆钛酸铅压电陶瓷 压电阻抗 木材 弹性模量 弯曲模态
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DP钢弹性模量衰减和拉伸-压缩循环加载试验研究
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作者 孙绍广 王青 +4 位作者 许磊 周勃 谢广群 吕丹 苏洪英 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第5期133-142,共10页
采用应变控制方法编写了弹性模量衰减和拉伸-压缩循环加载试验程序,完成不同强度级别的4种DP钢弹性模量衰减试验和拉伸-压缩循环加载试验。结果表明:采用本研究的榫卯结构防屈曲装置,可精确完成不同强度级别DP钢承受大变形的弹性模量衰... 采用应变控制方法编写了弹性模量衰减和拉伸-压缩循环加载试验程序,完成不同强度级别的4种DP钢弹性模量衰减试验和拉伸-压缩循环加载试验。结果表明:采用本研究的榫卯结构防屈曲装置,可精确完成不同强度级别DP钢承受大变形的弹性模量衰减试验和拉伸-压缩循环加载试验。建立了用于回弹仿真参数设置的拉伸-卸载模量、压缩-卸载模量和循环弹性模量与真实塑性应变的方程式。为模拟不同成形工艺下汽车板的变形行为,进行了单循环拉伸-压缩、多循环拉伸-压缩、全循环拉伸-压缩和预应变循环拉伸-压缩试验,提供考虑变路径加载下板料表现出的包申格效应进行回弹仿真所需的参数,提高了板材成形数值模拟仿真的准确程度,为冲压工艺的制定提供了依据。DP钢在循环加载过程中出现了包申格效应,DP590钢包申格效应不太明显,DP780钢、DP980钢和DP1180钢包申格效应较明显。综合考虑包申格系数、包申格应力参数、包申格能量参数、包申格应变和永久软化应力描述包申格效应更全面科学。 展开更多
关键词 弹性模量衰减 拉伸-压缩循环加载 包申格效应 回弹 DP钢 防屈曲装置 榫卯结构
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高体积分数比金属颗粒增强树脂基复合材料弹性模量预测
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作者 赵金峰 朱福先 +2 位作者 庄百亮 杨皓清 周勇权 《机械强度》 北大核心 2025年第6期132-140,共9页
为研究高金属颗粒增强树脂基复合材料的力学性能,基于细观力学理论和细观有限元法预测了该复合材料的弹性模量。首先,制备了复合材料的标准试样,通过单轴拉伸试验测试了其宏观弹性模量,并观测了试样的微观特性。其次,采用基于细观力学... 为研究高金属颗粒增强树脂基复合材料的力学性能,基于细观力学理论和细观有限元法预测了该复合材料的弹性模量。首先,制备了复合材料的标准试样,通过单轴拉伸试验测试了其宏观弹性模量,并观测了试样的微观特性。其次,采用基于细观力学理论的Voigt、Reuss、Mori-Tanaka和广义均值法预测了复合材料的弹性模量。然后,根据试样微观的粒径统计结果,采用高斯分布规律确定了金属颗粒粒径的级配及其数量,采用Python语言编写了颗粒随机投放程序,基于Abaqus平台构建了由颗粒、树脂基体以及界面组成的二维代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)有限元模型。最后,通过理论计算和有限元数值模拟预测了高金属颗粒增强树脂基复合材料的弹性模量。分析结果表明,广义均值模型和有限元模型预测的弹性模量与试验测试结果误差较小,复合材料弹性模量随金属颗粒的增大而增大。 展开更多
关键词 高体积分数比 颗粒增强复合材料 弹性模量 随机分布
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类魔方式的多孔超材料设计及可调控弹性模量的研究
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作者 黄昆鹏 张雨波 杨楠 《材料导报》 北大核心 2025年第7期176-184,共9页
利用魔方变化模式多样的特点,忽略魔方滑轨球心体积的影响,将魔方的子块替换成多孔单元,通过建模、仿真、计算,研究这种类魔方组合结构在不同魔方编程模式下所具有的多种弹性模量;通过打印样件、实验验证仿真,验证了在同种成形材料下的... 利用魔方变化模式多样的特点,忽略魔方滑轨球心体积的影响,将魔方的子块替换成多孔单元,通过建模、仿真、计算,研究这种类魔方组合结构在不同魔方编程模式下所具有的多种弹性模量;通过打印样件、实验验证仿真,验证了在同种成形材料下的类魔方组合结构;最后通过改变组合模式,有效调控其整体弹性模量。组合结构中上下子单元的结构体积分数差异越大,整体结构弹性模量跨度越大,并且同类结构中面心立方晶格的弹性模量要比立方晶格跨度更大。当面心立方晶格子结构上下层的体积比为1∶9时,整个组合结构的弹性模量最小为2.2 MPa,最大为54.29 MPa。本工作所提出的多孔类魔方结构有望实现同一子结构的多种可编程弹性模量,作为一种多功能材料在医疗、航空航天、机械制造等领域具有应用潜力。 展开更多
关键词 多孔结构 类魔方组合设计 弹性模量
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