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基于跨尺度等效弹性的航空装备损修性能评估
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作者 冯蕴雯 宋祉岑 +1 位作者 路成 陈晓宇 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第2期508-517,共10页
为解决装备系统在复杂损修模式下的性能评估问题,提出一种跨尺度等效弹性仿真方法,在保证计算精度的前提下,通过跨尺度映射减少损修及其几何特征带来的建模负担。首先,基于等效弹性理论,在微尺度结构内,用弹性参数的等效模拟和取代修理... 为解决装备系统在复杂损修模式下的性能评估问题,提出一种跨尺度等效弹性仿真方法,在保证计算精度的前提下,通过跨尺度映射减少损修及其几何特征带来的建模负担。首先,基于等效弹性理论,在微尺度结构内,用弹性参数的等效模拟和取代修理因素对本构行为带来的影响;其次,开展跨尺度建模,将微尺度结构的力学行为映射到宏观装备系统中;最后,以浸水和穿孔修复后的航空雷达罩装备为案例验证对象进行验证实验。验证实验的结果表明,分析结果精度均值为6.3%,且极大地减小了试验和仿真工作量,为复杂航空装备系统的损修性能评估提供思路。 展开更多
关键词 航空装备 系统仿真 等效弹性 复合材料
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ELID砂轮氧化膜等效弹性模量的预测
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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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蜂窝夹芯结构面内等效弹性参数的分析研究 被引量:39
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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
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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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柱状节理岩体宏观等效弹性模量尺寸效应研究 被引量:27
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作者 闫东旭 徐卫亚 +3 位作者 王伟 石崇 石安池 吴关叶 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期243-250,共8页
以金沙江白鹤滩水电站工程为背景,结合相关的岩石力学试验方法,建立了柱状节理岩体三维离散元模型,对柱状节理岩体进行了三轴压缩试验数值模拟。数值试验研究了六棱柱形柱状节理岩体柱体直径变化、四棱柱形柱状节理岩体柱体边长、节理... 以金沙江白鹤滩水电站工程为背景,结合相关的岩石力学试验方法,建立了柱状节理岩体三维离散元模型,对柱状节理岩体进行了三轴压缩试验数值模拟。数值试验研究了六棱柱形柱状节理岩体柱体直径变化、四棱柱形柱状节理岩体柱体边长、节理错距变化对其等效弹性模量的影响。为研究随机柱状节理岩体柱体尺寸对岩体等效弹性模量的影响,提出柱体大对角线长尺寸控制方案,并研究了柱体大对角线长变化对岩体等效弹性模量的影响。通过与现场试验的对比研究,结果表明:随机柱体尺寸控制方案可靠;柱体尺寸的变化对与柱体垂直方向的等效弹性模量影响较大,是主要影响因素;四棱柱形柱状节理岩体错距变化主要对与错距平行的岩体等效弹性模量产生影响,对其它两个方向的等效弹性模量的影响较弱,是次要影响因素。研究结果为工程实践中等效力学参数的确定提供了相关参考。 展开更多
关键词 柱状节理 数值模拟 等效弹性模量 尺寸效应
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蜂窝夹层结构等效弹性常数的多步三维均匀化数值计算分析 被引量:14
6
作者 邱克鹏 张卫红 孙士平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期514-518,共5页
基于三维均匀化方法并结合有限元技术,计算三维蜂窝夹层板的等效弹性常数。首先把三维蜂窝夹芯看成由实体与空洞两相材料组成的复合材料结构,建立单胞有限元模型,计算宏观等效弹性常数,通过与其它计算方法相比较,验证了三维均匀化方法... 基于三维均匀化方法并结合有限元技术,计算三维蜂窝夹层板的等效弹性常数。首先把三维蜂窝夹芯看成由实体与空洞两相材料组成的复合材料结构,建立单胞有限元模型,计算宏观等效弹性常数,通过与其它计算方法相比较,验证了三维均匀化方法的有效性;在此基础上考虑上下面板,运用直接、二次及多步均匀化方法计算三维蜂窝夹层板的整体等效弹性常数,并与工程计算方法比较,结果表明三维均匀化方法的可靠性。 展开更多
关键词 均匀化方法 有限元分析 等效弹性常数 蜂窝夹层板
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基于等效弹性模量反演的横波速度预测方法 被引量:20
7
作者 熊晓军 林凯 贺振华 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期723-727,844+677,共5页
为了有效地解决常规的基于Xu-White模型的横波速度预测方法中基质矿物的弹性模量难以准确设定的问题,本文提出了一种新的基于等效弹性模量反演的横波速度预测方法。该方法首先设定单个测井深度点的干岩石的泊松比和基质矿物的等效体积... 为了有效地解决常规的基于Xu-White模型的横波速度预测方法中基质矿物的弹性模量难以准确设定的问题,本文提出了一种新的基于等效弹性模量反演的横波速度预测方法。该方法首先设定单个测井深度点的干岩石的泊松比和基质矿物的等效体积模量的取值范围和初始值,然后采用两种不同的流体项计算方法从两个不同的角度对相同的流体项进行反演求解,反演出最优的干岩石的泊松比、基质矿物的等效体积模量和等效剪切模量,再采用基于简化的Xu-White模型估算横波速度。实例计算结果表明,文中方法以基质矿物的等效弹性模量为研究对象,通过减小目标参数的个数,有效地提高了横波速度估算的精度和可靠性。 展开更多
关键词 等效弹性模量 反演 流体项 横波速度预测
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节理岩体各向异性等效弹性参数研究 被引量:6
8
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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零泊松比蜂窝芯等效弹性模量研究 被引量:8
9
作者 鲁超 李永新 +1 位作者 董二宝 杨杰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期80-84,共5页
采用柔性悬臂梁模型和欧拉梁模型分别对零泊松比蜂窝芯斜壁板大变形条件下的弯曲变形和蜂窝芯横壁板小变形条件下的变形进行分析,推导出了零泊松比蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式,并将理论计算结果和有限元仿真及力学模型实验进行... 采用柔性悬臂梁模型和欧拉梁模型分别对零泊松比蜂窝芯斜壁板大变形条件下的弯曲变形和蜂窝芯横壁板小变形条件下的变形进行分析,推导出了零泊松比蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式,并将理论计算结果和有限元仿真及力学模型实验进行对比分析。结果表明:理论计算公式正确、有效;零泊松比蜂窝芯大变形方向等效弹性模量具有明显的非线性特征;等效弹性模量的计算应根据受力方向及应变大小选择相应的计算公式进行计算;壁板之间的夹角θ对等效弹性模量的影响很大,零泊松比蜂窝结构参数可设计性较强。 展开更多
关键词 柔性蒙皮 蜂窝芯 零泊松比 等效弹性模量
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负泊松比蜂窝芯非线性等效弹性模量研究 被引量:6
10
作者 鲁超 李永新 +2 位作者 吴金玺 刘明 李天齐 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1540-1544,共5页
设计并加工了一种负泊松比蜂窝结构,采用柔性悬臂梁模型,对蜂窝壁板大变形条件下的弯曲变形进行分析,给出了蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式。通过有限元仿真和力学实验的对比分析,验证了非线性理论计算公式的正确性。得出了等效弹... 设计并加工了一种负泊松比蜂窝结构,采用柔性悬臂梁模型,对蜂窝壁板大变形条件下的弯曲变形进行分析,给出了蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式。通过有限元仿真和力学实验的对比分析,验证了非线性理论计算公式的正确性。得出了等效弹性模量的非线性特性及相同方向和不同方向弹性模量的变化特性。研究结果为柔性蜂窝芯层的工程实用化提供了参考。 展开更多
关键词 蜂窝芯 负泊松比 非线性 等效弹性模量
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基于Eshelby张量和Mori-Tanaka等效方法的砂卵石土等效弹性模量研究 被引量:20
11
作者 胡敏 徐国元 胡盛斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1437-1442,1448,共7页
砂卵石土是物理力学性质既不同于砂土也不同于完整岩体的离散体,将其简化为砂土为基体,卵石为椭球形夹杂的两相复合材料。在小变形条件下,考虑卵石的含量和分布,采用Eshelby张量和Mori-Tanaka等效方法,运用替换迭代方式,从理论上推导出... 砂卵石土是物理力学性质既不同于砂土也不同于完整岩体的离散体,将其简化为砂土为基体,卵石为椭球形夹杂的两相复合材料。在小变形条件下,考虑卵石的含量和分布,采用Eshelby张量和Mori-Tanaka等效方法,运用替换迭代方式,从理论上推导出等效柔度张量一般性计算方程;重点研究卵石为球形时(椭球的一种特殊情况)砂卵石土等效弹性模量,通过编写程序求得其数值解,并与相关数值试验和理论进行对比。结果表明,此理论计算方法精度较以前的理论计算方法精度有大幅提高,当卵石体积分数小于50%时,理论计算结果与数值试验结果吻合较好,其结果可用于判断砂卵石土宏观力学特性,有利于地下工程应用;当体积分数大于50%时,理论计算结果和数值试验结果有一定误差。 展开更多
关键词 砂卵石土 等效弹性模量 自洽理论 Eshelby张量 等效应力
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复杂多边形蜂窝面内等效弹性参数研究 被引量:6
12
作者 郭瑜超 王立凯 +1 位作者 吴存利 段世慧 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1258-1263,共6页
针对一种复杂的多边形蜂窝结构,基于欧拉梁模型,利用虚功原理推导了蜂窝夹芯在小变形条件下的变形计算式,由此得到了蜂窝夹芯面内两个正交方向等效弹性模量和泊松比的解析表达式,并利用数值仿真技术验证理论分析方法的正确性。最后通过... 针对一种复杂的多边形蜂窝结构,基于欧拉梁模型,利用虚功原理推导了蜂窝夹芯在小变形条件下的变形计算式,由此得到了蜂窝夹芯面内两个正交方向等效弹性模量和泊松比的解析表达式,并利用数值仿真技术验证理论分析方法的正确性。最后通过该解析式,详细研究了壁板之间夹角和壁板长度对蜂窝刚度的影响。结果表明:蜂窝夹芯的壁板之间的夹角不仅影响着等效弹性模量以及等效泊松比的大小,且影响着等效泊松比的正负;等效弹性模量随着壁板长度的增大而减小。 展开更多
关键词 多边形 蜂窝芯 虚功原理 等效弹性模量 等效泊松比
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横观各向同性基体复合材料的等效弹性常数 被引量:6
13
作者 张春春 王艳超 黄争鸣 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第7期750-765,共16页
细观力学的一个主要研究内容是求复合材料的等效弹性性能.常见的细观力学模型解析公式一般假定基体各向同性且只存在纤维和基体两相材料,实际复合材料的基体和纤维之间往往存在一个横观各向同性的界面相,该三相复合材料的等效性能可由... 细观力学的一个主要研究内容是求复合材料的等效弹性性能.常见的细观力学模型解析公式一般假定基体各向同性且只存在纤维和基体两相材料,实际复合材料的基体和纤维之间往往存在一个横观各向同性的界面相,该三相复合材料的等效性能可由两个两相复合材料性能的组合得到,这就需要求出横观各向同性基体复合材料的等效弹性常数.该文基于两相同心圆柱模型,首先导出了横观各向同性基体内应力与增强纤维内应力之间桥联矩阵的解析公式,与基于数值积分Eshelby张量得到的Mori-Tanaka桥联矩阵相符,再进一步获得了横观各向同性基体复合材料的5个弹性常数显式表达式.文中还给出了扩展的桥联模型显式公式.选用适当的桥联参数,两种模型所得结果十分接近. 展开更多
关键词 细观力学 等效弹性常数 各向异性基体 桥联矩阵 桥联模型
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基于均匀化理论的混凝土等效弹性模量的数值模拟 被引量:13
14
作者 闫晓鹏 牛卫晶 +1 位作者 王志华 马宏伟 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第2期212-214,共3页
在细观尺度上,混凝土可被视为由水泥砂浆基质、粗骨料和两者之间的黏结界面组成的三相复合材料。基于上述假设,根据均匀化理论,对胞元模型分别施加三种情况的边界条件和初始载荷,计算出了混凝土的等效弹性模量。结果表明,混凝土各相材... 在细观尺度上,混凝土可被视为由水泥砂浆基质、粗骨料和两者之间的黏结界面组成的三相复合材料。基于上述假设,根据均匀化理论,对胞元模型分别施加三种情况的边界条件和初始载荷,计算出了混凝土的等效弹性模量。结果表明,混凝土各相材料力学性能及体积分数的确定非常关键,尤其是界面相。由均匀化理论的有限元方法得到的数值计算结果与实验结果较为符合,能够准确地反映出周期性结构的宏观等效弹性性质。 展开更多
关键词 混凝土 均匀化理论 有限元法 等效弹性模量
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基于均匀化方法的三维编织复合材料等效弹性性能预测 被引量:13
15
作者 董纪伟 孙良新 洪平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期482-486,共5页
由于三维编织复合材料具有复杂的空间拓扑结构,其力学性能分析通过宏观有限元方法往往因为占用大量的计算机内存而难以实现。从细观结构入手,计算材料的等效弹性模量可大大降低计算量。现建立了等效弹性模量的均匀化列式及有限元求解方... 由于三维编织复合材料具有复杂的空间拓扑结构,其力学性能分析通过宏观有限元方法往往因为占用大量的计算机内存而难以实现。从细观结构入手,计算材料的等效弹性模量可大大降低计算量。现建立了等效弹性模量的均匀化列式及有限元求解方法,运用该方法对三维编织复合材料的等效弹性性能进行了预测,并提出了三种单胞模型的周期性边界条件的施加方法。通过该方法得到等效弹性模量与实验结果较为吻合,从而有利于进行下一步的细观应力场计算。 展开更多
关键词 均匀化方法 等效弹性模量 单胞 编织复合材料
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卵石土等效弹性模量理论预测模型初探 被引量:14
16
作者 马辉 高明忠 +1 位作者 张建康 余其福 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3642-3646,共5页
卵石土是由卵石和土组成的、处于土和岩体之间的天然地质体,但其宏观力学特性完全不同于土和岩体。通过对成都地铁1号线隧道掘进机(TBM)施工现场调查可知,卵石地层可导致TBM刀具过量磨损、刀盘堵塞等非正常损坏,极大地影响了TBM施工效率... 卵石土是由卵石和土组成的、处于土和岩体之间的天然地质体,但其宏观力学特性完全不同于土和岩体。通过对成都地铁1号线隧道掘进机(TBM)施工现场调查可知,卵石地层可导致TBM刀具过量磨损、刀盘堵塞等非正常损坏,极大地影响了TBM施工效率,是TBM掘进极其不利的一种典型混合工作面。主要研究卵石土变形性能,建立在均匀应变基础上,假设卵石为理想圆形或椭圆形,从理论上得到卵石土等效弹性模量的解析预测公式。并通过数值试验验证了理论预测模型的有效性。结果表明,此模型预测结果与试验数据比较接近,可用来初步判断卵石地层等效弹性模量,有助于理解并提高该地层中的TBM掘进效率。 展开更多
关键词 隧道掘进机 混合面 卵石土 等效弹性模量
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含正交排列夹杂和缺陷材料的等效弹性模量和损伤 被引量:11
17
作者 赵爱红 虞吉林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期475-483,共9页
研究含正交排列夹杂和缺陷材料的等效弹性模量和损伤,推导了以Eshelby-Mori-Tanaka方法求解多相各向异性复合材料等效弹性模量的简便计算公式,针对含三相正交椭球状夹杂的正交各向异性材料,得到了由细观参量(夹杂的形状、方位和... 研究含正交排列夹杂和缺陷材料的等效弹性模量和损伤,推导了以Eshelby-Mori-Tanaka方法求解多相各向异性复合材料等效弹性模量的简便计算公式,针对含三相正交椭球状夹杂的正交各向异性材料,得到了由细观参量(夹杂的形状、方位和体积分数)表示的等效弹性模量的解析表达式.在此基础上,提出了一个宏细观结合的正交各向异性损伤模型,从而建立了以细观量为参量的含损伤材料的应力应变关系.最后,对影响材料损伤的细观结构参数进行了分析. 展开更多
关键词 正交异性材料 等效弹性模量 损伤 细观 夹杂
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三维均匀化方法预测编织复合材料等效弹性模量 被引量:21
18
作者 冯淼林 吴长春 孙慧玉 《材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第3期34-37,共4页
本文将基于小参数渐近展开和摄动方法的均匀化理论与有限元方法结合起来应用于三维编织复合材料弹性本构的数值模拟。通过对三维编织结构等效模量的数值计算 ,结果表明本文的方法可得到较为准确的等效模量 ,并较其它解法大大降低了计算量。
关键词 均匀化理论 有效模量 有限元 三维编织复合材料 弹性 等效弹性模量 预测
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一种基于弹性应变能的裂隙岩体等效弹性模量评价方法 被引量:3
19
作者 杨建平 陈卫忠 +1 位作者 杨典森 田洪铭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2159-2164,2171,共7页
基于线弹性断裂力学裂隙面张开位移及剪切位移理论公式,考虑裂隙存在常法向和常切向刚度情况,研究了含单个裂隙岩体加载过程中由于裂隙存在而附加的弹性应变能。基于应变能等效方法并假设两种裂隙变形模型——非均匀变形模型和均匀变形... 基于线弹性断裂力学裂隙面张开位移及剪切位移理论公式,考虑裂隙存在常法向和常切向刚度情况,研究了含单个裂隙岩体加载过程中由于裂隙存在而附加的弹性应变能。基于应变能等效方法并假设两种裂隙变形模型——非均匀变形模型和均匀变形模型,研究了二维非贯通裂隙岩体的等效杨氏模量和等效剪切模量解析表达式。研究结果表明,对于贯通裂隙规则分布情况,均匀变形模型得到的解析解与Amadei等的结果一致;对于非贯通裂隙正态分布情况,考虑裂隙相互作用的非均匀变形模型解明显低估裂隙岩体的等效杨氏模量和等效剪切模量,而考虑裂隙相互作用的均匀变形模型解与有限元数值解的偏差在10%以内。得到的解析表达式在一定条件下可以作为裂隙岩体等效弹性模量评价方法之一。 展开更多
关键词 裂隙岩体 等效弹性模量 解析法 弹性应变能
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隧道衬砌背后注浆复合材料等效弹性模量研究 被引量:4
20
作者 杨悦 侯公羽 +1 位作者 李晶晶 尹晓黎 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第2期215-219,共5页
目的研究地铁隧道衬砌背后注浆复合材料的等效弹性模量,使力学模型更符合工程实际.方法将注浆材料当成理想弹性体,利用均匀化方法,研究单胞的宏细观尺度函数性质.利用摄动技术,将宏观结构中一点的位移、应力等展开为与细观结构尺度相关... 目的研究地铁隧道衬砌背后注浆复合材料的等效弹性模量,使力学模型更符合工程实际.方法将注浆材料当成理想弹性体,利用均匀化方法,研究单胞的宏细观尺度函数性质.利用摄动技术,将宏观结构中一点的位移、应力等展开为与细观结构尺度相关的渐进展开式,得到一系列摄动控制方程.结合弹性力学基本方程,联立求解得到等效刚度矩阵.将两种材料的三维弹性刚度矩阵的具体形式代入前面推出的公式,求出复合材料的等效弹性模量的具体计算解析解.结果由任意弹性模量的两种材料以任意配比混合而成的隧道衬砌复合材料都可以直接应用公式求解等效弹性模量.对于各种配比的复合材料,当砂砾所占体积为0时,复合材料的等效弹性模量都是混凝土本身的弹性模量;当砂砾所占体积比率为1(混凝土体积为0)时,复合材料的等效弹性模量都是砂砾本身的弹性模量;其他配比时在曲线上呈规则分布.复合材料的等效弹性模量小于用体积平均法求得的等效弹性模量.当砂砾和混凝土的弹性模量相差越大时,回填层的等效弹性模量和用体积平均法求解结果相差越大.随着砂砾弹性模量的增大,复合材料的等效弹性模量呈增大趋势.结论用均匀化方法求得的复合材料的等效弹性模量值小于用体积平均法求得的数值,更能真实反映材料力学性能. 展开更多
关键词 背后注浆 复合材料 等效弹性模量 均匀化理论
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