复杂应力下两种胶结颗粒微观力学模型的试验研究 被引量：27

1

作者 蒋明镜 孙渝刚 李立青 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期354-360,共7页

将胶结颗粒理想化为两铝棒在指定位置处形成胶结,根据铝棒间胶结物厚度的不同,分别定义为有厚度胶结颗粒和无厚度胶结颗粒,对上述两种胶结颗粒进行一系列力学试验(包括:拉伸、压缩、压剪、压扭和复杂应力试验),从而对理想胶结颗粒的微... 将胶结颗粒理想化为两铝棒在指定位置处形成胶结,根据铝棒间胶结物厚度的不同,分别定义为有厚度胶结颗粒和无厚度胶结颗粒,对上述两种胶结颗粒进行一系列力学试验(包括:拉伸、压缩、压剪、压扭和复杂应力试验),从而对理想胶结颗粒的微观力学特性进行试验研究。试验结果表明:胶结厚度和法向压力对胶结颗粒的力学性能影响显著,随着胶结厚度的增大,试样的抗拉强度和延性均增大,其抗压特性由塑性硬化向塑性软化转变。无厚度试样抗剪和抗扭强度始终随法向压力的增大而增大,而有厚度试样则先随法向压力的增大而增大,当法向压力超过某一数值后,其强度又随着法向压力的增大而减小。在三维应力空间中(法向压力–扭矩–剪力)无厚度胶结颗粒的强度包线呈椭圆抛物面状,而有厚度胶结颗粒强度包线呈水滴状。 展开更多

关键词 胶结颗粒 微观力学模型 离散单元法

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各向异性粘性土蠕变的微观力学模型 被引量：25

2

作者 施斌 王宝军 宁文务 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期7-13,共7页

根据土蠕变的速率过程理论、塑性滑动理论和虚功原理，从土的微观结构的角度，建立了各向异性粘性土蠕变的微观力学模型，给出了模型的数值解，首次确定了粘粒定向分布函数。以淮阴三种粘性土为研究对象，用上述模型对其试验结果进行了... 根据土蠕变的速率过程理论、塑性滑动理论和虚功原理，从土的微观结构的角度，建立了各向异性粘性土蠕变的微观力学模型，给出了模型的数值解，首次确定了粘粒定向分布函数。以淮阴三种粘性土为研究对象，用上述模型对其试验结果进行了拟合。拟合结果表明所建立的模型是一个比较合理和有效的模型。 展开更多

关键词 粘性土 各向异性 蠕变 微观力学模型 土力学

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高周疲劳裂纹萌生的非线性微观力学模型 被引量：4

3

作者 李玉春 姚卫星 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期261-267,共7页

简要介绍了高周疲劳裂纹萌生的微观力学模型，如滑移带挤入挤出模型、位错塞积模型和位错反应模型等。通常认为这些模型在疲劳破坏区的剪应力是疲劳裂纹萌生的控制量，其中较为典型的是滑移带挤入挤出的线性位错偶极子模型。该模型理论... 简要介绍了高周疲劳裂纹萌生的微观力学模型，如滑移带挤入挤出模型、位错塞积模型和位错反应模型等。通常认为这些模型在疲劳破坏区的剪应力是疲劳裂纹萌生的控制量，其中较为典型的是滑移带挤入挤出的线性位错偶极子模型。该模型理论认为在疲劳加载过程中晶粒内的位错数是线性增加的。作者在疲劳试验及微观金相分析中发现，晶粒内的位错数随着疲劳加载的进行是非线性增加的，并在线性模型的基础上提出了一个改进的滑移带挤入挤出的非线性位错偶极子模型。通过试验观察和模拟计算的对比可知，该模型与实验观察结果相吻合。 展开更多

关键词 疲劳裂纹 位错反应 金属疲劳 微观力学模型

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直线超声电机定/动子接触的微观力学模型 被引量：4

4

作者 周胜利 姚志远 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第20期90-93,共4页

以直线超声电机定/动子接触的微观力学特性为研究对象,首先通过实验测试了定/动子接触表面的粗糙度和统计参数,并基于概率统计方法得到定子接触表面各点高度的概率分布函数,再通过伪随机数模拟的方法给出接触表面的模拟模型;然后利用赫... 以直线超声电机定/动子接触的微观力学特性为研究对象,首先通过实验测试了定/动子接触表面的粗糙度和统计参数,并基于概率统计方法得到定子接触表面各点高度的概率分布函数,再通过伪随机数模拟的方法给出接触表面的模拟模型;然后利用赫兹微观接触模型,建立定/动子接触的微观力学模型;最后得到定/动子的预压力、接触变形量和实际接触面积之间的关系。研究有助于建立直线超声电机的整体动力学模型和分析其摩擦摩损特性。 展开更多

关键词 直线超声电机 接触 粗糙度 微观力学模型

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碳纳米管复合材料黏弹阻尼微观模型研究

5

作者 陈磊 张英琦 王潇 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期266-274,共9页

为提升旋翼稳定性并探索替代传统减摆器的新途径,研究了在旋翼桨叶中嵌入碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)短纤维,利用其黏弹滑移效应增强结构阻尼的方法。针对CNT的黏弹滑移机理,建立了微观力学模型。基于界面临界剪切应力和施加载荷,分... 为提升旋翼稳定性并探索替代传统减摆器的新途径,研究了在旋翼桨叶中嵌入碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)短纤维,利用其黏弹滑移效应增强结构阻尼的方法。针对CNT的黏弹滑移机理,建立了微观力学模型。基于界面临界剪切应力和施加载荷,分析了CNT的滑移行为,并推导了微观参数与宏观阻尼之间的显式表达式。该模型充分考虑了CNT的几何参数和力学性能等关键参数对其阻尼效应的影响。结果表明,模型预测的阻尼效果与实验结果吻合良好;通过嵌入CNT,可使复合材料的滑移阻尼显著提升,达到基体阻尼的11倍左右。 展开更多

关键词 微观力学模型 黏弹滑移 滑移阻尼 碳纳米管复合材料

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近场动力学与有限单元法的混合模型与隐式求解格式 被引量：6

6

作者 郁杨天 章青 顾鑫 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1324-1330,共7页

利用近场动力学方法(PD)在模拟不连续变形问题的独特优势和有限单元法(FEM)的计算效率,提出近场动力学与有限单元法混合建模的方法,并用于求解断裂力学问题.裂纹出现的区域采用改进的近场动力学微观弹脆性(PMB)模型进行离散,其他区域采... 利用近场动力学方法(PD)在模拟不连续变形问题的独特优势和有限单元法(FEM)的计算效率,提出近场动力学与有限单元法混合建模的方法,并用于求解断裂力学问题.裂纹出现的区域采用改进的近场动力学微观弹脆性(PMB)模型进行离散,其他区域采用有限元离散,通过杆单元连接不同的子区域.在隐式求解体系下实现了两种方法的混合建模,该模型在求解静力学问题时无需引入阻尼项,有效提高了计算效率和计算精度.通过模拟计算简支梁的弹性变形和三点弯曲梁I型裂纹的扩展过程,与理论解吻合良好,验证了提出的混合模型和求解方法的准确性和有效性. 展开更多

关键词 近场动力学 有限单元法(FEM) 混合模型 改进的近场动力学微观弹脆性模型 隐式求解

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基于级配设计的沥青混合料动态模量预测模型研究 被引量：4

7

作者 刘彬 罗蓉 +1 位作者 陈辉 冯光乐 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2018年第3期467-471,共5页

为了建立能够考虑沥青混合料微观结构及集料级配设计的混合料动态模量预测模型,基于复合材料微观力学理论,将沥青混合料视为由无数个裹覆有沥青膜的球形集料和空隙组成的微小颗粒单元构成.通过每一个微小单元中集料、沥青,以及空隙三组... 为了建立能够考虑沥青混合料微观结构及集料级配设计的混合料动态模量预测模型,基于复合材料微观力学理论,将沥青混合料视为由无数个裹覆有沥青膜的球形集料和空隙组成的微小颗粒单元构成.通过每一个微小单元中集料、沥青,以及空隙三组分的材料性质与体积参数,建立以级配设计为基础的沥青混合料三相微观力学模型,对混合料动态模量进行预测.结合组成材料性能以及混合料结构设计研究,应用模型预测求解得到各温度各频率下沥青混合料的动态模量,并利用室内测试值验证模型预测的准确性.结果表明,模型预测值与室内试验结果基本一致,说明该模型能够充分考虑各组分在混合料中所起到的力学作用,能够通过材料参数有效预测混合料的动态模量. 展开更多

关键词 沥青混合料 级配设计 微观力学模型 动态模量

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功能梯度石墨烯增强自旋圆柱壳的振动特性 被引量：1

8

作者 王宇 徐自强 +3 位作者 李昊 王鹏 徐宏达 张颖 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期192-200,共9页

目的为了研究旋转状态下功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GPLRC)圆柱壳的振动特性,方法基于改进的Halpin-Tsai微观力学模型与复合材料夹杂理论预测多种分布模式下石墨烯增强结构的等效材料属性。同时,考虑由旋转引起的科氏力与离心力作用... 目的为了研究旋转状态下功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GPLRC)圆柱壳的振动特性,方法基于改进的Halpin-Tsai微观力学模型与复合材料夹杂理论预测多种分布模式下石墨烯增强结构的等效材料属性。同时,考虑由旋转引起的科氏力与离心力作用,采用一阶剪切变形理论对FG-GPLRC自旋圆柱壳的能量表达式进行推导。之后,选取切比雪夫多项式构造位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法对FG-GPLRC自旋圆柱壳的行波振动特性进行分析,得到壳体的动力学微分方程进而求解出行波振动频率。最后,通过与现有文献数据进行对比,验证本文方法的准确性,并分析分层数、转速、石墨烯片的质量分数与分布模式等因素对旋转壳体振动特性的影响。结果石墨烯片分层数为10层时,即可实现对FG-GPLRC自旋圆柱壳振动特性的预测;石墨烯质量分数小于2%时,每增加0.5%,壳体的前后行波频率明显提高;在不同模态下,GPL-X分布模式的壳体行波频率最高,GPL-O分布模式最低,且行波频率随转速的提高而增大;弹性边界条件下,壳体行波振动频率随轴向半波数的增大而增加。结论石墨烯片在GPL-X分布模式下使得FG-GPLRC自旋圆柱壳的等效弹性模量增大,对壳体结构刚度的增强效果最佳,且前后行波频率与壳体转速同步增大。 展开更多

关键词 石墨烯增强材料 Rayleigh-Ritz法 自旋圆柱壳 Halpin-Tasi微观力学模型 弹性边界

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功能梯度石墨烯增强阶梯圆柱壳的振动特性分析

9

作者 菅泽 王宇 +2 位作者 王鹏 李昊 李学辉 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期57-64,共8页

基于Rayleigh-Ritz法分析功能梯度石墨烯增强复合材料(Functionally Graded Graphene Platelets Reinforced Composite,FG-GPLRC)阶梯圆柱壳的振动特性。首先,采用改进的Halpin-Tsai微观力学模型和复合材料夹杂理论,确定FG-GPLRC的等效... 基于Rayleigh-Ritz法分析功能梯度石墨烯增强复合材料(Functionally Graded Graphene Platelets Reinforced Composite,FG-GPLRC)阶梯圆柱壳的振动特性。首先,采用改进的Halpin-Tsai微观力学模型和复合材料夹杂理论,确定FG-GPLRC的等效材料属性。其次,基于微元法思想和1阶剪切变形理论建立每一子段的基本方程。最后,建立Lagrange动力学能量泛函方程,通过Rayleigh-Ritz法求解FG-GPLRC阶梯圆柱壳的固有频率,并验证方法的有效性。研究表明,FG-GPLRC阶梯圆柱壳的固有频率随层数的增加变化趋势减小,石墨烯质量分数和分布模式会影响圆柱壳的固有频率;弹性边界条件下弹簧刚度系数越大,FG-GPLRC阶梯圆柱壳的第一阶固有频率越大。 展开更多

关键词 振动与波 石墨烯增强 阶梯圆柱壳 Rayleigh-Ritz法 Halpin-Tsai微观力学模型 弹性边界

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连续纤维增强热塑性复合材料3D打印结构拉伸性能研究

10

作者 赵天 吴晗泰 +2 位作者 陈薪宇 徐帅衡 苏伯昂 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第19期55-62,91,共9页

为了揭示工艺过程与结构性能及失效机理的关系,基于试验方法开展了典型工艺参数对熔融沉积成型(FDM)复合材料结构力学性能及失效机理的影响研究,提出了打印工艺的优化参数。同时,基于层级多尺度理论,建立了包含孔隙、树脂富集区等典型... 为了揭示工艺过程与结构性能及失效机理的关系,基于试验方法开展了典型工艺参数对熔融沉积成型(FDM)复合材料结构力学性能及失效机理的影响研究,提出了打印工艺的优化参数。同时,基于层级多尺度理论,建立了包含孔隙、树脂富集区等典型缺陷的打印丝束高保真有限元模型,提出了复合材料构件宏观拉伸性能的预测方法,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,树脂填充率对构件性能影响显著,树脂填充率从50%增至100%时,试件拉伸强度提高47.6%;层厚从0.2 mm增至0.4 mm时,试件拉伸强度降低51%,拉伸模量降低21%;而打印温度和打印速度对试件拉伸性能的影响相对较小。基于建立的多尺度有限元模型计算得到的拉伸模量相对误差仅为2.73%,能够实现复合材料增材制造结构力学性能的准确预测。 展开更多

关键词 3D打印 打印参数 拉伸力学性能 数值模拟 微观力学模型 代表性体积单元

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纤维分布与界面强度对复合材料横向压缩性能影响分析 被引量：1

11

作者 万小朋 杨光猛 赵美英 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期443-448,共6页

建立了纤维随机分布代表性体积单元微观力学模型,采用随机扩张算法生成纤维随机分布模型,微观有限元模型中采用内聚力单元和 Drucker-Prager弹塑性准则分别对界面和基体的力学行为进行描述,分析研究了纤维分布形式与界面强度对复合材料... 建立了纤维随机分布代表性体积单元微观力学模型,采用随机扩张算法生成纤维随机分布模型,微观有限元模型中采用内聚力单元和 Drucker-Prager弹塑性准则分别对界面和基体的力学行为进行描述,分析研究了纤维分布形式与界面强度对复合材料横向压缩性能的影响。结果表明纤维随机分布是引起复合材料横向压缩强度不稳定的一个因素;基体剪切塑性损伤而不是界面损伤在复合材料横向压缩破坏过程中起主导作用,因而采用无界面单元模型可以简化建模、不需要考虑界面强度取值,并能很好地预测复合材料横向压缩强度与压缩损伤破坏形貌。 展开更多

关键词 微观力学模型 微观结构 界面强度 纤维随机分布 塑性变形

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