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基于物质点法的负泊松比胞元夹层结构动态冲击响应及能量耗散机制
1
作者
杨晨琛
刘骏
+1 位作者
韩芳灏
梅跃
《兵工学报》
北大核心
2025年第10期194-207,共14页
负泊松比结构因其拉胀变形行为,在冲击载荷下展现出优异的能量分散与应力均匀化能力,在军事防护领域具有广阔应用前景。然而,传统网格类数值方法(如有限元法)在模拟大变形时易因网格畸变导致计算精度下降甚至中断。采用物质点法系统研...
负泊松比结构因其拉胀变形行为,在冲击载荷下展现出优异的能量分散与应力均匀化能力,在军事防护领域具有广阔应用前景。然而,传统网格类数值方法(如有限元法)在模拟大变形时易因网格畸变导致计算精度下降甚至中断。采用物质点法系统研究了三种典型胞元(正六边形蜂窝、内凹六边形和波浪形手性)夹层结构在冲击载荷下的动态响应与能量耗散机制,并通过网格独立性检验和实验验证,证实该方法具有良好的网格收敛性与物理保真度。结果表明,负泊松比结构抗冲击性能显著优于常规结构:相较于正六边形蜂窝结构,内凹六边形和波浪形手性结构的峰值反力分别降低27.9%和61.9%。机理分析表明,波浪形手性结构通过“环链旋转-韧带延展-孔隙闭合”的多级耗能机制,促使能量沿胞元网络均匀耗散,从而有效抑制应力集中与结构失效。本研究为舰艇防爆、单兵装甲等防护装备的轻量化抗冲击设计提供了理论依据与仿真工具。
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关键词
物质点法
负泊松比结构
动态冲击
能量耗散机制
轻量化防护
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职称材料
细胞核弹性成像技术
2
作者
靳芸
梅跃
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期104-104,共1页
目的由于细胞核内的异染色质与常染色质的弹性模量不同,细胞核内部的力学性能呈现非均质性。基于此,本研究聚焦于识别细胞核的非均匀弹性性质分布,旨在利用细胞核的非均质力学特性以进一步加深对细胞迁移和分化等重要生理过程的理解。...
目的由于细胞核内的异染色质与常染色质的弹性模量不同,细胞核内部的力学性能呈现非均质性。基于此,本研究聚焦于识别细胞核的非均匀弹性性质分布,旨在利用细胞核的非均质力学特性以进一步加深对细胞迁移和分化等重要生理过程的理解。方法利用共焦显微镜成像测量获得的细胞核的位移场作为输入,采用了基于伴随法的反问题求解方法来识别细胞核的非均匀弹性性质分布。结果采用数值算例验证算法的精度与鲁棒性,并进一步采用基于共焦显微镜获得的心肌细胞核内的位移场,通过求解反问题获得了其非均质材料分布。基于异染色质与常染色质的刚度差异,成功识别了两者在细胞核中的分布。结论通过数值算例与实验结果验证了所提出弹性成像能够识别细胞核内的非均质弹性材料分布,为了解细胞核的生物力学特性提供了良好的技术手段。
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关键词
异染色质
细胞迁移
共焦显微镜
生物力学特性
非均质材料
弹性性质
弹性材料
弹性成像
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职称材料
题名
基于物质点法的负泊松比胞元夹层结构动态冲击响应及能量耗散机制
1
作者
杨晨琛
刘骏
韩芳灏
梅跃
机构
南昌
大学
工程建设学院工程
力学
系
大连理工大学
工程
力学
系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室
新加坡国立
大学
设计与工程学院土木与环境工程系
大连理工大学计算力学国际研究中心
出处
《兵工学报》
北大核心
2025年第10期194-207,共14页
基金
国家自然科学基金项目(12472198)
南昌大学创新基金资助项目(XX202506030013)。
文摘
负泊松比结构因其拉胀变形行为,在冲击载荷下展现出优异的能量分散与应力均匀化能力,在军事防护领域具有广阔应用前景。然而,传统网格类数值方法(如有限元法)在模拟大变形时易因网格畸变导致计算精度下降甚至中断。采用物质点法系统研究了三种典型胞元(正六边形蜂窝、内凹六边形和波浪形手性)夹层结构在冲击载荷下的动态响应与能量耗散机制,并通过网格独立性检验和实验验证,证实该方法具有良好的网格收敛性与物理保真度。结果表明,负泊松比结构抗冲击性能显著优于常规结构:相较于正六边形蜂窝结构,内凹六边形和波浪形手性结构的峰值反力分别降低27.9%和61.9%。机理分析表明,波浪形手性结构通过“环链旋转-韧带延展-孔隙闭合”的多级耗能机制,促使能量沿胞元网络均匀耗散,从而有效抑制应力集中与结构失效。本研究为舰艇防爆、单兵装甲等防护装备的轻量化抗冲击设计提供了理论依据与仿真工具。
关键词
物质点法
负泊松比结构
动态冲击
能量耗散机制
轻量化防护
Keywords
material point method
auxetic structure
impact dynamics
energy dissipation
lightweight protection
分类号
O347 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
细胞核弹性成像技术
2
作者
靳芸
梅跃
机构
大连理工大学
力学
与航空航天学院
大连理工大学计算力学国际研究中心
出处
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期104-104,共1页
基金
国家自然科学基金项目,12002075
辽宁省自然科学基金项目,2021-MS-128
文摘
目的由于细胞核内的异染色质与常染色质的弹性模量不同,细胞核内部的力学性能呈现非均质性。基于此,本研究聚焦于识别细胞核的非均匀弹性性质分布,旨在利用细胞核的非均质力学特性以进一步加深对细胞迁移和分化等重要生理过程的理解。方法利用共焦显微镜成像测量获得的细胞核的位移场作为输入,采用了基于伴随法的反问题求解方法来识别细胞核的非均匀弹性性质分布。结果采用数值算例验证算法的精度与鲁棒性,并进一步采用基于共焦显微镜获得的心肌细胞核内的位移场,通过求解反问题获得了其非均质材料分布。基于异染色质与常染色质的刚度差异,成功识别了两者在细胞核中的分布。结论通过数值算例与实验结果验证了所提出弹性成像能够识别细胞核内的非均质弹性材料分布,为了解细胞核的生物力学特性提供了良好的技术手段。
关键词
异染色质
细胞迁移
共焦显微镜
生物力学特性
非均质材料
弹性性质
弹性材料
弹性成像
分类号
Q243 [生物学—细胞生物学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于物质点法的负泊松比胞元夹层结构动态冲击响应及能量耗散机制
杨晨琛
刘骏
韩芳灏
梅跃
《兵工学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
细胞核弹性成像技术
靳芸
梅跃
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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参考文献
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