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热环境中黏弹性基体上FG-CNTRC Kirchhoff板的自由振动特性分析
1
作者
吴栋
张大鹏
+1 位作者
于宝石
雷勇军
《国防科技大学学报》
北大核心
2025年第3期194-202,共9页
FG-CNTRC凭借其卓越力学性能和可设计特性,在先进装备制造中展现出重要工程价值。围绕纳米增强相尺度效应对其增强结构力学响应影响机制的关键问题,结合非局部理论与Eshelby-Mori-Tanaka方法,构建了纳观-宏观跨尺度本构模型。基于碳纳米...
FG-CNTRC凭借其卓越力学性能和可设计特性,在先进装备制造中展现出重要工程价值。围绕纳米增强相尺度效应对其增强结构力学响应影响机制的关键问题,结合非局部理论与Eshelby-Mori-Tanaka方法,构建了纳观-宏观跨尺度本构模型。基于碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)空间梯度分布的数学表征,考虑环境温度与visco-Pasternak基体的热-力耦合效应,通过Kirchhoff板理论和能量变分原理构建了纳米增强复合结构振动控制方程,求解了四边简支板的特征频率。分析了CNTs特征参数及热-力耦合效应对结构固有频率的作用机制。研究表明,本构模型能有效表征CNTs尺度效应对结构动刚度的弱化作用。该效应同时抑制基体弹性参数对刚度的增益效果,但显著提升温度变化的敏感性。同时,结构往复振动的临界体积分数与基体阻尼参数呈正相关。
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关键词
非局部理论
Eshelby-Mori-Tanaka细观方法
碳纳米管增强复合材料
功能梯度板
visco-Pasternak基体
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职称材料
基于分形维数的固体推进剂损伤表征方法
2
作者
乔一舟
吴伟静
申志彬
《固体火箭技术》
北大核心
2025年第5期696-703,共8页
固体推进剂的细观损伤是影响其力学行为的重要因素,对其进行定量表征意义重大。采用原位拉伸试验和高倍光学显微镜观测相结合的手段,研究了某3,3′-二叠氮甲基氧杂环丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)推进剂在定速拉伸状态下的损伤演化过程。通...
固体推进剂的细观损伤是影响其力学行为的重要因素,对其进行定量表征意义重大。采用原位拉伸试验和高倍光学显微镜观测相结合的手段,研究了某3,3′-二叠氮甲基氧杂环丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)推进剂在定速拉伸状态下的损伤演化过程。通过截取试样拉伸过程中的图像,经过图像处理后提取损伤部分,计算其分形维数,定量分析单轴拉伸下的推进剂损伤演化过程,并对比了孔隙率和分形维数在表征损伤方面的差异。结果表明,在距离拉伸断口较远处,PBT推进剂损伤无明显的发展演化过程,分形维数呈现缓慢增长的趋势;在拉伸断口处,PBT推进剂有明显的损伤演化过程,分形维数呈现先增长后平缓的趋势,与应力-应变曲线的变化趋势存在相似性。
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关键词
固体推进剂
分形维数
PBT
损伤表征
原位拉伸
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职称材料
长期定应力作用对HTPB推进剂力学性能影响试验研究
3
作者
戴凡皓
翁洁鑫
+3 位作者
孙海涛
张漩
袁杰红
张慧敏
《推进技术》
北大核心
2025年第9期263-272,共10页
为研究长期定应力作用对HTPB推进剂力学性能的影响,对HTPB推进剂哑铃型试样开展了0.02,0.04,0.06,0.08 MPa等4种应力水平下的定应力拉伸试验,并对卸载后的试样进行宏观力学性能测试与细观观测。研究结果表明,不同应力水平作用下,推进剂...
为研究长期定应力作用对HTPB推进剂力学性能的影响,对HTPB推进剂哑铃型试样开展了0.02,0.04,0.06,0.08 MPa等4种应力水平下的定应力拉伸试验,并对卸载后的试样进行宏观力学性能测试与细观观测。研究结果表明,不同应力水平作用下,推进剂最大延伸率随拉伸时间增加均呈下降趋势,而最大抗拉强度在0.02 MPa和0.04 MPa定应力作用下呈先下降后上升的趋势,0.06 MPa和0.08 MPa定应力作用下趋势反之。结合细观观测结果分析表明,定应力拉伸作用主要分为加速引起分子链取向效应的硬化作用和加速颗粒/基体粘接性能劣化的软化作用,两种作用均与拉伸应变有显著相关性。采用修正的指数型性能劣化方程对最大延伸率进行拟合,并采用Zhukov模型对性能变化速率常数K进行描述,所建老化模型能较好地表征不同应力水平下最大延伸率的劣化规律,预测曲线与试验结果曲线最大误差为8.34%。
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关键词
HTPB推进剂
定应力
老化试验
力学性能
Zhukov模型
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职称材料
题名
热环境中黏弹性基体上FG-CNTRC Kirchhoff板的自由振动特性分析
1
作者
吴栋
张大鹏
于宝石
雷勇军
机构
国防科技大学空天科学学院
天地往返高效运输技术全国重点实验室
火箭军工程大学
出处
《国防科技大学学报》
北大核心
2025年第3期194-202,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(11872372)
国防科技大学科研计划资助项目(ZK20-27)
国防科技大学自主创新科学基金资助项目(22-ZZCX-077)。
文摘
FG-CNTRC凭借其卓越力学性能和可设计特性,在先进装备制造中展现出重要工程价值。围绕纳米增强相尺度效应对其增强结构力学响应影响机制的关键问题,结合非局部理论与Eshelby-Mori-Tanaka方法,构建了纳观-宏观跨尺度本构模型。基于碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)空间梯度分布的数学表征,考虑环境温度与visco-Pasternak基体的热-力耦合效应,通过Kirchhoff板理论和能量变分原理构建了纳米增强复合结构振动控制方程,求解了四边简支板的特征频率。分析了CNTs特征参数及热-力耦合效应对结构固有频率的作用机制。研究表明,本构模型能有效表征CNTs尺度效应对结构动刚度的弱化作用。该效应同时抑制基体弹性参数对刚度的增益效果,但显著提升温度变化的敏感性。同时,结构往复振动的临界体积分数与基体阻尼参数呈正相关。
关键词
非局部理论
Eshelby-Mori-Tanaka细观方法
碳纳米管增强复合材料
功能梯度板
visco-Pasternak基体
Keywords
nonlocal theory
Eshelby-Mori-Tanaka micromechanics method
carbon nanotubes reinforced composites
functionally graded plate
visco-Pasternak substrate
分类号
O343.6 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
基于分形维数的固体推进剂损伤表征方法
2
作者
乔一舟
吴伟静
申志彬
机构
国防科技大学空天科学学院
天地往返高效运输技术全国重点实验室
出处
《固体火箭技术》
北大核心
2025年第5期696-703,共8页
基金
国家自然科学基金(12372203)
湖南省杰出青年基金项目(2021JJ10046)
+1 种基金
中国博士后科学基金资助项目(2022M723916)
湖南省研究生创新训练项目(CX20220066)。
文摘
固体推进剂的细观损伤是影响其力学行为的重要因素,对其进行定量表征意义重大。采用原位拉伸试验和高倍光学显微镜观测相结合的手段,研究了某3,3′-二叠氮甲基氧杂环丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)推进剂在定速拉伸状态下的损伤演化过程。通过截取试样拉伸过程中的图像,经过图像处理后提取损伤部分,计算其分形维数,定量分析单轴拉伸下的推进剂损伤演化过程,并对比了孔隙率和分形维数在表征损伤方面的差异。结果表明,在距离拉伸断口较远处,PBT推进剂损伤无明显的发展演化过程,分形维数呈现缓慢增长的趋势;在拉伸断口处,PBT推进剂有明显的损伤演化过程,分形维数呈现先增长后平缓的趋势,与应力-应变曲线的变化趋势存在相似性。
关键词
固体推进剂
分形维数
PBT
损伤表征
原位拉伸
Keywords
solid propellant
fractal dimension
PBT
damage characterization
in-situ stretching
分类号
V512 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
长期定应力作用对HTPB推进剂力学性能影响试验研究
3
作者
戴凡皓
翁洁鑫
孙海涛
张漩
袁杰红
张慧敏
机构
国防科技大学空天科学学院
天地往返高效运输技术全国重点实验室
内蒙动力机械研究所
出处
《推进技术》
北大核心
2025年第9期263-272,共10页
基金
国家自然科学基金(12372203)。
文摘
为研究长期定应力作用对HTPB推进剂力学性能的影响,对HTPB推进剂哑铃型试样开展了0.02,0.04,0.06,0.08 MPa等4种应力水平下的定应力拉伸试验,并对卸载后的试样进行宏观力学性能测试与细观观测。研究结果表明,不同应力水平作用下,推进剂最大延伸率随拉伸时间增加均呈下降趋势,而最大抗拉强度在0.02 MPa和0.04 MPa定应力作用下呈先下降后上升的趋势,0.06 MPa和0.08 MPa定应力作用下趋势反之。结合细观观测结果分析表明,定应力拉伸作用主要分为加速引起分子链取向效应的硬化作用和加速颗粒/基体粘接性能劣化的软化作用,两种作用均与拉伸应变有显著相关性。采用修正的指数型性能劣化方程对最大延伸率进行拟合,并采用Zhukov模型对性能变化速率常数K进行描述,所建老化模型能较好地表征不同应力水平下最大延伸率的劣化规律,预测曲线与试验结果曲线最大误差为8.34%。
关键词
HTPB推进剂
定应力
老化试验
力学性能
Zhukov模型
Keywords
HTPB propellant
Constant stress
Aging test
Mechanical performance
Zhukov model
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
热环境中黏弹性基体上FG-CNTRC Kirchhoff板的自由振动特性分析
吴栋
张大鹏
于宝石
雷勇军
《国防科技大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于分形维数的固体推进剂损伤表征方法
乔一舟
吴伟静
申志彬
《固体火箭技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
长期定应力作用对HTPB推进剂力学性能影响试验研究
戴凡皓
翁洁鑫
孙海涛
张漩
袁杰红
张慧敏
《推进技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
已选择
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