钢丝绳芯橡胶输送带细观建模与动态特性仿真分析 被引量：3

1

作者 陈洪月 张坤 +2 位作者 李恩东 李永红 毛君 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期452-457,共6页

对钢丝绳芯橡胶输送带动态特性进行分析与研究是研发绿色节能带式输送机的关键,基于空间坐标变换理论建立钢丝绳芯橡胶输送带数学模型,在此基础上,利用Pro/E参数化建模及扫描、拉伸特征建立输送带三维细观虚拟仿真模型,分别以Ansys中Moo... 对钢丝绳芯橡胶输送带动态特性进行分析与研究是研发绿色节能带式输送机的关键,基于空间坐标变换理论建立钢丝绳芯橡胶输送带数学模型,在此基础上,利用Pro/E参数化建模及扫描、拉伸特征建立输送带三维细观虚拟仿真模型,分别以Ansys中Moonery-Rivlin模型和Bilinear Isotropic定义橡胶覆盖层和钢丝绳属性,设置钢丝绳与橡胶间的界面为固连接触,模拟了正弦载荷作用下钢丝绳芯橡胶输送带动态特性,研究结果表明:轴向位移载荷作用下,钢丝绳芯股轴向变形沿钢丝截面呈层状分布趋势;侧股侧丝轴向变形呈空间二次螺旋线变化分布;各侧股变形量基本相同且侧股中侧丝轴向变形量沿旋向逐渐增大,侧股相对芯股而言轴向变形量更为显著;橡胶覆盖层轴向变形量呈现中间变形量小,四周变形量大的趋势;橡胶轴向平均变形量远大于钢丝绳变形量。研究结果为钢丝绳输送带的结构设计与优化提供参考。 展开更多

关键词 输送带 细观建模 动态特性 迟滞特性

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基于多因素椭圆堆叠的岩土细观建模方法 被引量：2

2

作者 刘新荣 杜立兵 邓志云 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3797-3809,共13页

天然岩土体具有复杂的细观结构和组成特征,现有细观建模方法难以解决任意粒径、长短轴比、倾角以及平面分布特征的多因素岩土体细观建模问题。为此基于椭圆的4段圆弧等效,结合改进的分组波前堆叠法,实现了任意粒径、长短轴比、倾角以及... 天然岩土体具有复杂的细观结构和组成特征,现有细观建模方法难以解决任意粒径、长短轴比、倾角以及平面分布特征的多因素岩土体细观建模问题。为此基于椭圆的4段圆弧等效,结合改进的分组波前堆叠法,实现了任意粒径、长短轴比、倾角以及平面分布的快速高体积率椭圆堆叠,并以此建立了与堆叠椭圆粒径、长短轴比、倾角以及平面分布一致的凸多边形结构。与现有的椭圆堆叠ALA法和圆盘堆叠ODR方法相比,提出的方法具有更高的椭圆堆叠体积率和堆叠效率,MATLAB环境下椭圆堆叠效率为500~600个/s。与现有仅能考虑颗粒粒径分布的岩土细观建模GBM法相比,提出的方法可以同时考虑颗粒的粒径、长轴、倾角,以及平面分布4个因素,快速生成任意粒径、长短轴比、倾角以及平面分布的颗粒堆积,并建立与椭圆分布一致的岩石细观结构。通过两个岩土体细观建模案例分析表明,所提方法可以提高岩土体模型的细观建模精度与生成效率。 展开更多

关键词 椭圆堆叠 加权Voronoi 波前法 多因素 细观建模

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爆炸荷载下基于细观建模的素/钢筋混凝土板破坏模式 被引量：8

3

作者 孙加超 陈小伟 +1 位作者 邓勇军 姚勇 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期29-39,共11页

为了获得爆炸荷载下细观结构对素/钢筋混凝土板的影响,采用随机骨料投放建立了素/钢筋混凝土板细观模型。利用LS-DYNA对基于细观建模的钢筋混凝土板进行爆炸荷载作用下的数值模拟,通过与实验以及均质建模方法进行比较,验证了细观建模方... 为了获得爆炸荷载下细观结构对素/钢筋混凝土板的影响,采用随机骨料投放建立了素/钢筋混凝土板细观模型。利用LS-DYNA对基于细观建模的钢筋混凝土板进行爆炸荷载作用下的数值模拟,通过与实验以及均质建模方法进行比较,验证了细观建模方法的准确性。进而研究了基于细观建模的素/钢筋混凝土板在不同爆炸荷载下的结构响应,获得了素/钢筋混凝土板的响应过程和破坏模式。结果表明:在低药量(1、2 kg)爆炸荷载下,细观结构对素/钢筋混凝土板的影响较小,其破坏模式以纵横塑性铰线破坏为主,药量越大,铰线越多;在高药量(5、10和15 kg)爆炸荷载下,细观结构对素/钢筋混凝土板的影响较大,与均质模型相比存在较大差异,细观素/钢筋混凝土板以爆坑为中心,产生环向与径向裂纹,药量越大,圆坑越大,裂纹越多,板局部破坏越严重。 展开更多

关键词 爆炸荷载 细观建模 混凝土板 结构动力响应

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基于细观建模的电子束预控弹体破裂机理数值研究 被引量：1

4

作者 邱浩 蒋建伟 +2 位作者 门建兵 王树有 李梅 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期84-95,共12页

为研究电子束预控弹体的破裂机理。提出了基于电子束预控弹体细观几何特性的参数化建模方法,建立了含基体、熔融区、过渡区和空腔区弹体的三维有限元模型,采用LS-DYNA软件对典型弹体的爆炸驱动和破裂过程进行了数值模拟分析。结果表明:... 为研究电子束预控弹体的破裂机理。提出了基于电子束预控弹体细观几何特性的参数化建模方法,建立了含基体、熔融区、过渡区和空腔区弹体的三维有限元模型,采用LS-DYNA软件对典型弹体的爆炸驱动和破裂过程进行了数值模拟分析。结果表明:电子束预控弹体破裂过程可分为:弹体膨胀后的空腔区在环向拉应力作用下产生拉伸断裂、过渡区产生裂纹扩展和拉伸断裂以及空腔区底部基体在两侧拉应力和底部压应力作用下产生与弹体内壁法线呈45°的剪切破坏3个阶段。数值模拟结果与回收的破片截面形状和破坏模式吻合较好。研究结果对电子束预控弹体破片成型控制具有参考价值。 展开更多

关键词 电子束刻槽 预控破片 数值模拟 细观建模

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混凝土二维细观骨料建模方法综述 被引量：15

5

作者 阮欣 李越 +1 位作者 金泽人 潘子超 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期604-612,共9页

基于关键模拟问题调研细观建模的起源发展,从算法流程和改进措施等角度对主流建模方法进行综述.建立"干涉检查次数"和"最短路径比"指标,比较各方法建模效率和模拟效果的差异,并分析建模控制参数的影响.结果表明:是... 基于关键模拟问题调研细观建模的起源发展,从算法流程和改进措施等角度对主流建模方法进行综述.建立"干涉检查次数"和"最短路径比"指标,比较各方法建模效率和模拟效果的差异,并分析建模控制参数的影响.结果表明:是否考虑竖向堆积效应对骨料分布影响显著,导致材料耐久性能差异较大,应选择对应的算法进行模拟;密实度、长宽比等建模参数在细观研究中较为关键,需要调研实际骨料进行调整.基于建模方法的对比分析,有利于指导大尺度高精度建模方法的选取,实现模型结果归一化,使复杂的工程分析简单高效. 展开更多

关键词 混凝土 细观建模 二维模型

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基于PHF-LSM-MT法岩石材料细观边界建模与水力裂缝扩展研究 被引量：1

6

作者 李明 赵岐 +1 位作者 陈昭 梁力 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1461-1468,共8页

天然非均质岩石具有复杂的细观结构和分布特征,本文结合柏林噪声建立考虑非规则边界的颗粒几何模型,实现考虑任意粒径、长短半轴、倾角和平面填充率的非规则颗粒填充.基于完全流-固耦合弹塑性理论,在已有的PHF-LSM(permeability-based h... 天然非均质岩石具有复杂的细观结构和分布特征,本文结合柏林噪声建立考虑非规则边界的颗粒几何模型,实现考虑任意粒径、长短半轴、倾角和平面填充率的非规则颗粒填充.基于完全流-固耦合弹塑性理论,在已有的PHF-LSM(permeability-based hydraulic fracture level set method)模型基础上,通过引入MT(Mori-Tanaka)均匀化方法考虑积分点有效范围内细观尺度的材料分布特征,进而建立了PHF-LSM-MT非均质岩石材料细观特征建模及其水力压裂过程模拟方法.结合误差分析验证了该方法的可行性,在此基础上对非均质岩石材料进行了水力压裂过程模拟,得到了等效开裂区域.模拟结果表明:注水点水压力呈先升高后降低的趋势,起裂压力随包裹体体积分数增加而降低. 展开更多

关键词 水力压裂 细观建模 柏林噪声 岩石材料界面 PHF-LSM

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三维编织复合材料细观几何建模及动态力学性能的研究进展 被引量：8

7

作者 谭焕成 覃文源 +3 位作者 刘升旺 刘文 陈璐璐 王祯鑫 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1-7,共7页

三维编织复合材料因内部存在由连续纤维束形成的空间网状结构,相比于传统层合复合材料具有更高的层间强度,相比于金属材料具有更高的抗冲击损伤和抗裂纹扩展能力。详细介绍了三维编织复合材料的细观几何建模方法,综述了三维编织复合材... 三维编织复合材料因内部存在由连续纤维束形成的空间网状结构,相比于传统层合复合材料具有更高的层间强度,相比于金属材料具有更高的抗冲击损伤和抗裂纹扩展能力。详细介绍了三维编织复合材料的细观几何建模方法,综述了三维编织复合材料动态拉伸、压缩性能,动态失效准则以及高速冲击性能等方面的研究进展,指出三维编织复合材料在细观几何建模和动态拉伸试验方面的未来研究方向。 展开更多

关键词 三维编织复合材料 细观几何建模 动态压缩 高速冲击

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基于细观混凝土模型的刚性弹体正侵彻弹道偏转分析 被引量：12

8

作者 邓勇军 陈小伟 +1 位作者 姚勇 杨涛 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期377-386,共10页

为研究混凝土细观因素对刚性弹正侵彻弹道偏转的影响,基于骨料随机投放的思路建立混凝土三维细观几何模型,分析刚性弹正侵彻过程中发生弹道偏转的原因及可能影响因素,定量讨论混凝土细观因素对弹道偏转的影响。结果表明:混凝土细观数值... 为研究混凝土细观因素对刚性弹正侵彻弹道偏转的影响,基于骨料随机投放的思路建立混凝土三维细观几何模型,分析刚性弹正侵彻过程中发生弹道偏转的原因及可能影响因素,定量讨论混凝土细观因素对弹道偏转的影响。结果表明:混凝土细观数值模型可以较好地反映弹体正侵彻过程中弹道偏转等典型物理现象,且细观参数对于弹体弹道偏转有显著影响。刚性弹正侵彻细观混凝土时,存在一个弹体直径/骨料最大粒径比的特征比值。 展开更多

关键词 混凝土 细观建模 刚性弹 正侵彻 弹道偏转

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芳纶/聚四氟乙烯纤维织物衬垫力学建模与性能计算 被引量：4

9

作者 陈继刚 薛亚红 邱红亮 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期82-87,共6页

芳纶/聚四氟乙烯织物自润滑衬垫是航空自润滑关节轴承的功能件,在相关研究与分析的计算中,需要精确设置其材料的宏观力学性能参数。为此,通过细观构型计算获得芳纶/聚四氟乙烯纤维织物宏观力学性能参数。依据斜纹织物结构,给出了修正的... 芳纶/聚四氟乙烯织物自润滑衬垫是航空自润滑关节轴承的功能件,在相关研究与分析的计算中,需要精确设置其材料的宏观力学性能参数。为此,通过细观构型计算获得芳纶/聚四氟乙烯纤维织物宏观力学性能参数。依据斜纹织物结构,给出了修正的RVE细观模型,并建立了相应的弹性性能分析模型。应用数值模拟方法和解析法,分别计算了织物衬垫的力学性能参数,通过试验数据比较,对模型与计算获得的力学性能参数的有效性进行了验证。结果表明,给出的参数化细观结构模型可以用于织物衬垫力学性能计算,获得宏观的力学性能参数。 展开更多

关键词 织物衬垫 力学性能 细观建模 数值计算 自润滑关节轴承

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大直径SHTB实验装置数值模拟及混凝土细观骨料模型动态直拉研究 被引量：3

10

作者 郭瑞奇 任辉启 +2 位作者 龙志林 吴祥云 姜锡权 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期16-29,共14页

对混凝土材料在高应变率下的动态拉伸实验多以劈裂和层裂的形式进行,然而它们作为间接研究混凝土动态拉伸性能的实验技术具有一定的局限性,亟需使用大直径分离式Hopkinson拉杆(split Hopkinson tensile bar,SHTB)设备对混凝土进行动态... 对混凝土材料在高应变率下的动态拉伸实验多以劈裂和层裂的形式进行,然而它们作为间接研究混凝土动态拉伸性能的实验技术具有一定的局限性,亟需使用大直径分离式Hopkinson拉杆(split Hopkinson tensile bar,SHTB)设备对混凝土进行动态直拉实验。因此,运用数值模拟方法对一种新型的霍普金森拉杆的入射波进行了研究,并对设备的局部构件进行改进,使其不仅具有对混凝土试件的胶粘连接方式,也可通过螺纹连接配套夹具以同时兼顾挂接等其他连接方式。针对改进后的SHTB装置,建立了圆环状三维混凝土细观骨料模型。通过数值模拟与实验结果的对比,验证了采用空心圆管式SHTB装置的有效性,并为混凝土细观骨料模型的动态拉伸模拟提供了思路。 展开更多

关键词 SHTB 混凝土 动态拉伸 应变率 细观建模

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工程陶瓷磨削损伤建模与数值模拟研究进展 被引量：3

11

作者 万林林 刘志坚 +1 位作者 邓朝晖 刘伟 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期117-124,共8页

针对工程陶瓷磨削损伤现象,探讨材料去除与损伤机理,综述国内外基于断裂力学和损伤力学的损伤建模技术在工程陶瓷磨削损伤领域的研究进展。对单颗磨粒建模和砂轮三维形貌建模方法进行总结讨论,在此基础上介绍数值模拟技术在工程陶瓷磨... 针对工程陶瓷磨削损伤现象,探讨材料去除与损伤机理,综述国内外基于断裂力学和损伤力学的损伤建模技术在工程陶瓷磨削损伤领域的研究进展。对单颗磨粒建模和砂轮三维形貌建模方法进行总结讨论,在此基础上介绍数值模拟技术在工程陶瓷磨削损伤研究中的应用现状。指出基于细观损伤力学,实现针对力热耦合作用下工程陶瓷磨削损伤的数值模拟,最后就这一方向的深入研究工作做展望。 展开更多

关键词 工程陶瓷 磨削损伤 细观力学建模 数值模拟

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基于均匀化的缝合夹芯复合材料建模方法研究 被引量：1

12

作者 姜东 朱东辉 +1 位作者 范芷若 廖涛 《噪声与振动控制》 CSCD 2019年第6期49-54,共6页

针对缝合式夹芯复合材料结构动力学建模问题开展研究,通过对复合材料代表性单元中上下面板、芯层分别施加周期性位移边界条件,根据应力平均获得相应的等效弹性参数,将夹芯结构等效为3层均质的正交各向异性层合板模型。将根据所提方法建... 针对缝合式夹芯复合材料结构动力学建模问题开展研究,通过对复合材料代表性单元中上下面板、芯层分别施加周期性位移边界条件,根据应力平均获得相应的等效弹性参数,将夹芯结构等效为3层均质的正交各向异性层合板模型。将根据所提方法建立的层合板模型频率计算结果与精细化模型、单层板模型计算结果进行对比,验证了基于均匀化方法的缝合式夹芯复合材料动态建模精度。基于该建模方法,进一步研究缝合密度对宏观弹性参数的影响。结果表明,缝合密度对夹芯复合材料面内等效性能影响较小;随着缝合密度的增大,厚度方向等效弹性模量显著提高。 展开更多

关键词 振动与波 缝合式夹芯复合材料 细观力学建模 均匀化方法 动力学建模

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3D-CF/Al复合材料宏细观结构与力学性能研究进展 被引量：1

13

作者 胡嘉彬 徐自立 +1 位作者 余联庆 刘海量 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第9期131-137,共7页

三维编织碳纤维增强铝基复合材料(以下简称为3D-CF/Al复合材料)因内部存在由连续碳纤维束构成的空间网状结构,具有更高的比强度、比刚度、抗冲击损伤和抗裂纹扩展能力。文章综述了编织结构和制备工艺参数对3D-CF/Al复合材料力学性能的... 三维编织碳纤维增强铝基复合材料(以下简称为3D-CF/Al复合材料)因内部存在由连续碳纤维束构成的空间网状结构,具有更高的比强度、比刚度、抗冲击损伤和抗裂纹扩展能力。文章综述了编织结构和制备工艺参数对3D-CF/Al复合材料力学性能的影响以及关于其细观结构建模与力学分析方面的研究进展,并针对3D-CF/Al复合材料的设计、制备与应用的关联环节,提出一种宏细观结构与力学协同的理论构想,以期实现复合材料的数字化设计、制造与性能预测。 展开更多

关键词 3D-CF/Al复合材料 制备工艺参数 力学性能 细观结构建模

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UHMWPE层合板抗侵彻性能的一种等效数值分析方法

14

作者 王泽坤 陈力 +1 位作者 曹铭津 唐柏鉴 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期952-963,共12页

为了提高超高分子量聚乙烯纤维(ultra high molecular weight polyethylene fiber,UHMWPE)层合板抗弹体侵彻数值分析的建模和计算效率,基于三维等效弹性常数理论,建立了UHMWPE层合板的等效力学模型,发展了一种适用于纤维复合材料层合板... 为了提高超高分子量聚乙烯纤维(ultra high molecular weight polyethylene fiber,UHMWPE)层合板抗弹体侵彻数值分析的建模和计算效率,基于三维等效弹性常数理论,建立了UHMWPE层合板的等效力学模型,发展了一种适用于纤维复合材料层合板抗侵彻性能的三维等效数值分析方法。经UHMWPE层合板抗侵彻试验数据验证,该等效方法考虑了纤维铺层角度对层合板力学性能的影响,可以准确模拟预测层合板的阶段性侵彻破坏特征,对9.1~60.0 mm厚度范围内层合板弹道性能的平均预测误差小于10%。该方法与纤维尺度的细观数值模拟方法相比,无须对纤维束及基体单独建模;与片层尺度的准细观数值模拟方法相比,无须单独指定纤维/树脂片层铺层方向,且无须在片层间插入大量黏结层单元。 展开更多

关键词 UHMWPE层合板 弹体侵彻 数值模拟 细观建模

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自润滑关节轴承衬垫弹性参数的计算

15

作者 汪久根 郭昊 +1 位作者 洪玉芳 陈芳华 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期61-68,共8页

为准确预测自润滑关节轴承衬垫的弹性参数,结合衬垫的压紧预处理过程,建立了修正的衬垫特征体元(RVE)细观几何模型。结合桥联理论建立了相应的轴承衬垫弹性性能分析模型。用解析法分别计算了平纹、斜纹、五枚二飞缎纹3种衬垫的弹性参数... 为准确预测自润滑关节轴承衬垫的弹性参数,结合衬垫的压紧预处理过程,建立了修正的衬垫特征体元(RVE)细观几何模型。结合桥联理论建立了相应的轴承衬垫弹性性能分析模型。用解析法分别计算了平纹、斜纹、五枚二飞缎纹3种衬垫的弹性参数。通过与其他实验数据比较得知,平纹衬垫、斜纹衬垫、五枚二飞缎纹衬垫弹性参数计算值与实验值最大相对误差分别为4.76%、5.47%、4.39%。对用于计算不同纤维束弹性常数时,若纤维束中纤维和基体沿轴线方向弹性模量比值较大,则桥联参数α取值比β小,所得结果较为准确。若实验条件允许,可通过对纤维束进行简单拉压剪切实验确定α、β值。 展开更多

关键词 织物衬垫 弹性参数 细观建模 桥联模型 数值计算 自润滑关节轴承

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面向空间天线的TWF复合材料性能研究 被引量：7

16

作者 李怡晨 宋燕平 胡飞 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期25-35,共11页

利用碳纤维三向编织物(triaxial woven fabric,TWF)作为增强材料,与柔性基体材料硅橡胶复合,制成兼具一定柔性和刚性的复合材料壳膜结构,用于卫星天线反射器,是一种新型的高精度可展开天线实现方案。采用复合材料细观方法,对碳纤维增强... 利用碳纤维三向编织物(triaxial woven fabric,TWF)作为增强材料,与柔性基体材料硅橡胶复合,制成兼具一定柔性和刚性的复合材料壳膜结构,用于卫星天线反射器,是一种新型的高精度可展开天线实现方案。采用复合材料细观方法,对碳纤维增强硅橡胶TWF复合材料进行了力学性能的研究。首先由纤维和基体的材料特性得到均质纤维束的材料特性;接下来考虑纤维束交织情况(起伏波动)建立由纤维束组成的单胞实体有限元模型;然后对单胞实体有限元模型进行均匀化分析,施加周期性边界条件,最终得到等效的均质材料特性;为满足天线反射器高性能需求,分析了碳纤维种类、纤维体积分数对单胞等效性能的影响规律。对该材料力学性能的研究,可以为其未来应用于大型高精度可展开天线反射器提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 高精度可展开天线 硅橡胶基TWF复合材料 细观建模 周期性边界条件 参数性能分析

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