剪切增稠液填充蜂窝夹芯板的低速冲击响应

1

作者 李雨薇 易昶成 +2 位作者 刘志芳 雷建银 李世强 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期75-87,共13页

将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06... 将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06、0.08 mm)对夹芯板力学性能的影响。利用数字图像相关技术测量了结构的应变历史和后面板挠度场的分布情况,探讨了结构的低速冲击响应过程。实验结果表明,在低速冲击下,未填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板中心区域凸起变形,周围区域有明显鼓包变形;填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板凸起变形且局部凸起区域较大,周围无鼓包产生。STF的剪切增稠效应可以增加参与能量吸收的蜂窝单元,扩大结构的局部变形区域,减小结构的后面板挠度。提高冲击速度、增大蜂窝孔径或者减小壁厚,都更有利于STF的剪切增稠效应。 展开更多

关键词 剪切增稠液 蜂窝夹芯板 低速冲击 变形模式 数字图像相关技术

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表面带金属层的复合材料层合板低速冲击数值模拟 被引量：8

2

作者 崔俊杰 郭章新 +3 位作者 朱明 李永存 栾云博 杨强 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期4150-4158,共9页

使用Abaqus/Explicit建立表面带金属层的复合材料层合板和复合材料裸板低速冲击有限元模型,与已有文献对比验证结果的可靠性,研究结果对复合抗弹结构有很好的借鉴和参考价值。采用Johnson⁃Cook本构关系模拟铝合金和钛合金层的力学行为,... 使用Abaqus/Explicit建立表面带金属层的复合材料层合板和复合材料裸板低速冲击有限元模型,与已有文献对比验证结果的可靠性,研究结果对复合抗弹结构有很好的借鉴和参考价值。采用Johnson⁃Cook本构关系模拟铝合金和钛合金层的力学行为,选用Hashin准则对复合材料层内损伤进行失效判断,用二次应力准则来模拟粘结层Cohesive单元的层间失效。结果表明,相同铺层与冲击能量下,表面带铝合金层合板对内部纤维的保护性能优于表面带钛合金层合板,表面带钛合金层合板的抗冲击性能优于复合材料裸板;[§/0°/90°/0°/90°/0°]s铺层层合板的抗冲击性能优于[§/-45°/90°/0°/45°/-45°]s铺层层合板的抗冲击性能;在子弹刚冲破层合板与子弹完全离开层合板阶段,表面带铝合金层合板对子弹动能吸收率最大。 展开更多

关键词 复合材料层合板 低速冲击 铺层顺序 冲击能量 冲击深度

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材料三维微结构表征及其晶体塑性有限元模拟 被引量：4

3

作者 辛存 赵聃 +1 位作者 闫晓鹏 王志华 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期233-239,共7页

材料的力学性能,尤其是在有限变形下所呈现的宏观各向异性,是材料结构设计和服役寿命考虑的关键因素。由于宏观模型不能较好地反映材料微观结构(晶粒的形貌和取向等)对宏观塑性各向异性的影响,因此,本文建立了能实际反映晶粒形貌的三维V... 材料的力学性能,尤其是在有限变形下所呈现的宏观各向异性,是材料结构设计和服役寿命考虑的关键因素。由于宏观模型不能较好地反映材料微观结构(晶粒的形貌和取向等)对宏观塑性各向异性的影响,因此,本文建立了能实际反映晶粒形貌的三维Voronoi模型,并基于晶体塑性理论对铝合金在有限变形下的响应进行计算。首先,建立反映材料微结构的代表性体积单元RVE模型进行计算,并与实验结果进行对比验证。然后,以单向拉伸为例,分析了有限变形过程中试件的晶粒形貌和取向分布等微观因素对宏观各向异性演化的影响,并从材料和结构两个层面讨论了微观结构对宏观力学性能的影响。结果表明,本文模型能够反映微观结构对宏观力学性能的影响,为实际生产制造领域构件的力学性能提供可靠的预测。 展开更多

关键词 VORONOI 多晶集合体 晶体塑性有限元 晶体取向 各向异性

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超材料混凝土的带隙特征及对冲击波的衰减效应 被引量：5

4

作者 张恩 路国运 +2 位作者 杨会伟 曹瑞东 陈鹏程 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期66-74,共9页

借鉴超材料的研究思路,在混凝土中引入谐振骨料,设计出具有消波特性的超材料混凝土。首先,通过结构动力学方法计算超材料混凝土的有效质量,从而建立了超材料混凝土带隙起始频率及截止频率的简化模型,并给出了带隙起始频率及截止频率的... 借鉴超材料的研究思路,在混凝土中引入谐振骨料,设计出具有消波特性的超材料混凝土。首先,通过结构动力学方法计算超材料混凝土的有效质量,从而建立了超材料混凝土带隙起始频率及截止频率的简化模型,并给出了带隙起始频率及截止频率的理论表达式。然后,分析了涂层弹性模量、芯柱密度、基体密度、骨料体积占比和芯柱边长与软涂层厚度比对超材料混凝土带隙特征的影响。最后,采用数值模拟的方法,对比了超材料混凝土和普通混凝土对冲击波的衰减效应。研究结果表明:(1)低弹性模量涂层能够形成低频带隙,但带隙宽度较窄,而高弹性模量涂层能够形成较宽的带隙,但带隙起始频率较高;(2)通过选择高密度芯柱材料和低密度基体材料,可以得到低频、宽带隙特征;(3)通过增大骨料体积占比和芯柱边长与软涂层厚度比可以实现扩宽带隙的目的;(4)与普通混凝土相比,超材料混凝土对冲击波具有更好的衰减作用。 展开更多

关键词 超材料混凝土 带隙特征 起始频率 截止频率 衰减效应

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透明陶瓷夹层结构冲击响应及BP神经网络预测

5

作者 罗浩舜 牛欢欢 +2 位作者 王木飞 陈佳君 李志强 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期71-86,共16页

首先,选择以蓝宝石陶瓷为迎弹层、二氧化硅无机玻璃和聚碳酸酯有机玻璃为吸能层和聚氨酯为胶结材料的透明夹层结构为研究对象,采用一级轻气炮对试样进行了冲击实验,试样呈现陶瓷层弯曲失效破坏主导和冲击压缩破坏主导的2种破坏模式,通... 首先,选择以蓝宝石陶瓷为迎弹层、二氧化硅无机玻璃和聚碳酸酯有机玻璃为吸能层和聚氨酯为胶结材料的透明夹层结构为研究对象,采用一级轻气炮对试样进行了冲击实验,试样呈现陶瓷层弯曲失效破坏主导和冲击压缩破坏主导的2种破坏模式,通过高速摄像详细记录裂纹动态扩展过程。然后,采用Abaqus有限元软件对多组结构层厚度配比的透明夹层结构进行120、150、180 m/s速度的弹体冲击模拟,针对陶瓷材料引入了基于JH-2本构模型的子程序,并结合单元删除法,对裂纹扩展和碎片飞溅过程进行了数值模拟。模拟结果与实验结果吻合较好。最后,采用BP神经网络算法对冲击点后侧位移峰值进行了预测,单层和多层神经网络模型平均计算耗时分别为1和3 min,与位移峰值的数值模拟结果相比,2种神经网络模型预测结果的平均相对误差分别为7.6%和3.2%。该BP神经网络模型计算时效和精度都满足要求,相比传统消耗5 h的有限元计算,节省大量时间,可对透明夹层结构的设计提供指导。 展开更多

关键词 透明夹层结构 JH-2本构模型 BP神经网络 轻气炮冲击实验 裂纹模式

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冲击载荷下矿用移动式救生舱动态响应的数值模拟 被引量：9

6

作者 李志强 白博 +2 位作者 谢青海 王志华 曹世昌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第16期146-151,共6页

矿用救生舱作为煤矿井下重要的逃生装备,舱体的抗爆炸冲击性能直接决定矿工的生命安全。为了评估某型移动式救生舱的动强度,建立舱体在瓦斯爆炸载荷作用下的全尺寸有限元模型,采用ABAQUS动态显式算法对舱体的整体和局部动态响应进行了分... 矿用救生舱作为煤矿井下重要的逃生装备,舱体的抗爆炸冲击性能直接决定矿工的生命安全。为了评估某型移动式救生舱的动强度,建立舱体在瓦斯爆炸载荷作用下的全尺寸有限元模型,采用ABAQUS动态显式算法对舱体的整体和局部动态响应进行了分析,按照国家暂行规定获得了舱体正面和侧面承受最大峰值压力分别为0.72 MPa和0.36 MPa,研究结果为舱体的改进设计和安全使用提供科学依据。 展开更多

关键词 矿用移动式救生舱 抗爆炸冲击 动态响应 数值模拟

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金属圆柱壳受大质量低速冲击的屈曲变形 被引量：4

7

作者 路国运 段晨灏 +2 位作者 雷建平 韩志军 张善元 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期171-176,共6页

对钢质和铜质金属圆柱壳的轴向冲击动力响应进行了实验研究,记录了两种不同材料圆柱壳在大质量低速冲击下的冲击力时程曲线,得到其屈曲模态。采用高速摄像及模拟技术给出了钢质圆柱壳渐进屈曲的全过程,为理解钢质圆柱壳的屈曲机理提供... 对钢质和铜质金属圆柱壳的轴向冲击动力响应进行了实验研究,记录了两种不同材料圆柱壳在大质量低速冲击下的冲击力时程曲线,得到其屈曲模态。采用高速摄像及模拟技术给出了钢质圆柱壳渐进屈曲的全过程,为理解钢质圆柱壳的屈曲机理提供了直观的结果。黄铜质圆柱壳在大质量低速冲击下,出现整个壳面滿布屈曲波纹的塑性动力屈曲现象,说明高速冲击不是产生塑性动力屈曲的充要条件。像铜这样具有高密度的韧性材料,在大质量低速冲击下,会在轴向产生持续的压缩塑性流作用而出现塑性动力屈曲现象。 展开更多

关键词 固体力学 塑性动力屈曲 落锤 圆柱壳 塑性累进屈曲

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微爆索切割航空有机玻璃板实验研究 被引量：3

8

作者 李志强 王志华 +1 位作者 刘晓明 赵隆茂 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期970-974,共5页

采用六硝基芪Ⅱ(HNSⅡ)微爆索切割航空有机玻璃(PMMA)板。在改进的实验装置上,针对3种不同长度的PMMA板材,在3种不同温度下,完成了45次微爆索爆炸切割PMMA板实验,研究温度、尺寸和边界约束对切割效果的影响。实验结果表明,在所研究的范... 采用六硝基芪Ⅱ(HNSⅡ)微爆索切割航空有机玻璃(PMMA)板。在改进的实验装置上,针对3种不同长度的PMMA板材,在3种不同温度下,完成了45次微爆索爆炸切割PMMA板实验,研究温度、尺寸和边界约束对切割效果的影响。实验结果表明,在所研究的范围内,温度、尺寸和边界约束条件对爆炸切割PMMA板的效果影响甚微,可以忽略不计。因此,元件的实验参数和结果,可以直接用来指导真实件实验,为弹射救生系统的设计和改进提供科学依据。 展开更多

关键词 爆炸力学 弹射救生系统 微爆索 爆炸切割 有机玻璃

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砌体单片墙结构的平面内静力与动力性能分析 被引量：4

9

作者 张岩 刘沛允 +3 位作者 秦宇 张恩 杨会伟 路国运 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1273-1279,1420,共8页

利用LS-DYNA建立了砌体单片墙的离散化有限元模型,对砌体单片墙在面内荷载作用下的静、动力学性能进行了数值仿真分析;在数值分析过程中使用接触算法代替砂浆模拟砌块之间的粘结作用,获得了面内荷载作用下墙体的荷载-位移曲线。由结果可... 利用LS-DYNA建立了砌体单片墙的离散化有限元模型,对砌体单片墙在面内荷载作用下的静、动力学性能进行了数值仿真分析;在数值分析过程中使用接触算法代替砂浆模拟砌块之间的粘结作用,获得了面内荷载作用下墙体的荷载-位移曲线。由结果可知,在单调荷载作用下,其载荷-位移曲线可分为四个阶段,分别为弹性阶段、塑性阶段、"强化"阶段、承载力下降阶段。并对竖向压力对单片墙抗剪承载力的影响作了讨论,得出在循环往复荷载作用下,载荷-位移曲线呈现梭形或捏拢形骨架曲线,解释了滞回曲线在每个循环过程的变化规律以及开洞对墙体滞回性能的影响,得出砌体单墙在面内方向有良好的变形和耗能能力。 展开更多

关键词 砌体结构 单片墙 LS-DYNA 接触算法 抗剪承载力 滞回性能

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三维整体中空复合材料的力学性能研究进展 被引量：4

10

作者 郭章新 李忠贵 +4 位作者 崔俊杰 朱明 贺奇 李永存 栾云博 《航空制造技术》 2019年第4期22-31,共10页

三维整体中空复合材料是一种新型的夹芯结构材料,是将芯材和上下面板交织连接在一起,芯材和面板构成一个整体。三维整体中空复合材料的面板与芯材为一体结构且一次固化成型,因此具有优异的抗分层、抗冲击、高损伤容限等性能。研究三维... 三维整体中空复合材料是一种新型的夹芯结构材料,是将芯材和上下面板交织连接在一起,芯材和面板构成一个整体。三维整体中空复合材料的面板与芯材为一体结构且一次固化成型,因此具有优异的抗分层、抗冲击、高损伤容限等性能。研究三维整体中空复合材料的力学性能对其结构设计与应用具有重要的指导意义。详细介绍了三维整体中空复合材料的平压性能、侧压性能、剪切性能、弯曲性能等力学性能的研究进展,提出目前研究存在的问题,以期为以后的发展提供研究方向。 展开更多

关键词 三维整体中空复合材料 平压性能 侧压性能 剪切性能 弯曲性能 冲击性能

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冲击载荷下径向密度排布对泡沫金属力学性能影响的研究 被引量：5

11

作者 王根伟 刘冕 +1 位作者 宋辉 王彬 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1-13,共13页

参照层状密度梯度泡沫模型实现方法,利用3D-Voronoi技术设计了新型径向密度梯度泡沫模型,并用有限元软件,对它在不同冲击载荷下的力学行为进行数值模拟。研究冲击速度、密度梯度和平均相对密度对金属泡沫冲击端、支撑端应力和能量吸收... 参照层状密度梯度泡沫模型实现方法,利用3D-Voronoi技术设计了新型径向密度梯度泡沫模型,并用有限元软件,对它在不同冲击载荷下的力学行为进行数值模拟。研究冲击速度、密度梯度和平均相对密度对金属泡沫冲击端、支撑端应力和能量吸收能力的影响,发现:径向正梯度泡沫与层状正、负梯度泡沫相比,其两端的应力值均较小,可同时保护冲击端、支撑端物体;径向负梯度泡沫两端应力变化幅度较小,能够保证物体受力稳定;几种泡沫金属的能量吸收能力在不同冲击速度下发生交替变化。对于径向梯度泡沫,能量吸收能力对密度梯度大小不敏感,对梯度方向敏感,径向负梯度泡沫的能量吸收能力始终大于径向正梯度泡沫;平均相对密度越大,径向正、负梯度泡沫两端应力越大、吸能效果越好。 展开更多

关键词 梯度泡沫金属 3D-Voronoi技术 密度梯度参数 能量吸收

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冲击载荷下轻质夹芯拱最大刚度拓扑优化及动力响应 被引量：3

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作者 刘颢 白震 +1 位作者 李志强 李世强 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期98-112,共15页

基于双向渐进结构优化方法(bi-directional evolutionary structural optimization,BESO)框架,将传统动态载荷优化法中的内外层迭代引入到ABAQUS-MATLAB平台集成优化中,改进动态载荷拓扑优化流程。对初速度为100 m/s的子弹冲击下的夹芯... 基于双向渐进结构优化方法(bi-directional evolutionary structural optimization,BESO)框架,将传统动态载荷优化法中的内外层迭代引入到ABAQUS-MATLAB平台集成优化中,改进动态载荷拓扑优化流程。对初速度为100 m/s的子弹冲击下的夹芯拱结构进行拓扑优化设计和动力学响应分析。优化后夹芯拱芯层的变形模式可分为3个对称的部分,跨中区域的中部和上部主要发生压缩变形,呈现类三角点阵桁架结构,边界区域上部发生拉伸变形,下部发生压缩变形,呈现C形型结构,跨中和边界之间的过渡区域以拉弯联合变形为主,呈现Y形结构。通过与两种等质量的拱结构对比,分析了3种结构在不同初速度的子弹冲击下结构的挠度以及芯层的能量吸收情况。结果表明:在相同的冲击速度下,优化后的结构挠度最小,芯层比吸能最高;当冲击速度较低时,优化后的结构的抗冲击性能优势并不明显;在所研究的冲击速度范围内,冲击速度越高,优化后结构的抗冲击性能越好。对比对称载荷与非对称载荷(冲击点偏移量为100%)下2种优化结构在不同载荷工况下的动态响应,结果表明:载荷工况不同,得到的最终优化结果也略有所不同,但在相同载荷下结构的响应相差较小,每种工况下得到的优化结果在相应工况下所展现的力学性能略优,但均明显优于传统结构。因此,在对称冲击载荷下优化所得的结构具有一定的普遍性。 展开更多

关键词 拓扑优化 冲击载荷 夹芯拱 动态响应 能量吸收

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碳纳米管复合材料在生物检测中的应用 被引量：3

13

作者 殷萌 胡银春 +3 位作者 魏延 杜晶晶 连小洁 黄棣 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期38-40,45,共4页

碳纳米管作为一种结构独特的一维纳米材料,不仅拥有优异的力学、电学、光学和磁学特性,还表现出良好的生物相容性和生物功能性。通过对碳纳米管进行修饰和改性,可制备出具备各种优良性能的碳纳米管复合材料,从而广泛应用于生物检测领域... 碳纳米管作为一种结构独特的一维纳米材料,不仅拥有优异的力学、电学、光学和磁学特性,还表现出良好的生物相容性和生物功能性。通过对碳纳米管进行修饰和改性,可制备出具备各种优良性能的碳纳米管复合材料,从而广泛应用于生物检测领域。综述了碳纳米管复合材料在药物检测、病毒检测、肿瘤检测以及基因检测方面的应用,并对目前亟待研究的重要问题及研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 碳纳米管 复合材料 生物检测 应用 进展

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中空钢化夹层玻璃抗冲击性能的影响因素 被引量：1

14

作者 张英杰 韩阳 +1 位作者 刘姗姗 李志强 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1861-1868,共8页

使用最小碎裂能方法分析了中空钢化夹层玻璃的面内尺寸和中间空气层厚度对其抗冲击性能的影响,并将实验结果按照首次破碎和再破碎两种状态进行对比。结果表明:在控制空气层厚度相同的情况下,试样首次破碎时,冲击载荷和能量吸收率随着面... 使用最小碎裂能方法分析了中空钢化夹层玻璃的面内尺寸和中间空气层厚度对其抗冲击性能的影响,并将实验结果按照首次破碎和再破碎两种状态进行对比。结果表明:在控制空气层厚度相同的情况下,试样首次破碎时,冲击载荷和能量吸收率随着面内尺寸的增加而增大;对于已破碎的试样,600mm×600mm尺寸试样的抗二次冲击能力最强;在控制面内尺寸相同时,两种状态下8mm空气层厚度的试样的承载能力最强。 展开更多

关键词 中空钢化夹层玻璃 落锤冲击实验 面内尺寸 中间空气层厚度 抗冲击性能

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低速冲击下混凝土少筋梁断裂性能

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作者 宋敏 张杰 +2 位作者 陈青青 王志勇 王志华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期55-64,共10页

动态加载下,混凝土中钢筋的阻裂性能一直是冲击动力学研究领域的难点之一。利用落锤试验机对含缺口的混凝土少筋梁进行三点弯曲试验,分析了不同加载速率下梁的冲击力、跨中挠度、混凝土起裂应变率和钢筋应变。实验结果表明:在一定加载... 动态加载下,混凝土中钢筋的阻裂性能一直是冲击动力学研究领域的难点之一。利用落锤试验机对含缺口的混凝土少筋梁进行三点弯曲试验,分析了不同加载速率下梁的冲击力、跨中挠度、混凝土起裂应变率和钢筋应变。实验结果表明:在一定加载速率范围内(0.885~1.252 m/s),混凝土预制裂缝尖端的裂纹起裂应变率、冲击力最大值、跨中挠度峰值与加载速率呈线性增长关系,当加载速率增至1.771 m/s时,增长趋势减弱;冲击力卸载时,钢筋部分弹性变形恢复导致裂纹产生闭合,裂纹嘴张开位移逐渐减小至恒定值,对裂纹嘴张开位移峰值前的部分曲线进行拟合后得到裂纹嘴张开位移率,结果表明裂纹嘴张开位移率随加载速率的提高而线性增大。 展开更多

关键词 钢筋混凝土 少筋梁 落锤冲击 三点弯试验 起裂应变率 裂纹嘴张开位移

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基于ANN的混凝土均匀化方法解析解 被引量：2

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作者 刘溢凡 马小敏 +1 位作者 王志勇 王志华 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第5期554-570,共17页

通过自定义人工神经网络(artificial neural network,ANN),借助其优秀的函数拟合功能,针对骨料/砂浆基质二相混凝土,求解间接均匀化理论中微分法的高度非线性耦合微分方程的解析解,得到了混凝土体积模量和剪切模量分别与骨料体积分数的... 通过自定义人工神经网络(artificial neural network,ANN),借助其优秀的函数拟合功能,针对骨料/砂浆基质二相混凝土,求解间接均匀化理论中微分法的高度非线性耦合微分方程的解析解,得到了混凝土体积模量和剪切模量分别与骨料体积分数的函数关系,并与数值模拟的结果进行了对比.结果表明,基于ANN的求解方法快速且具有更高的精度.此外,通过解构ANN的方法给出了在细观力学参数不变的条件下由骨料体积分数、初始孔隙率直接计算骨料/砂浆基质/孔隙三相混凝土弹性模量的公式.结果表明,对于不同骨料体积分数和初始孔隙率的混凝土样本,该公式均有较高的计算精度,同时避免了传统均匀化方法的复杂分析和大量假设,为复合材料均匀化方法研究提供了新思路. 展开更多

关键词 人工神经网络 混凝土 均匀化 微分方程 弹性模量

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一种骨小管中液体流动产生的流量及切应力模型 被引量：4

17

作者 武晓刚 于纬伦 +4 位作者 王兆伟 王宁宁 岑海鹏 王艳芹 陈维毅 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1208-1216,共9页

骨组织受力变形后其内部液体就会流动,同时在其微观结构——骨单元壁中扩散,并进一步产生一系列与骨液流动相关的物理效应,如流体剪切应力、流动电位等,这些物理效应被细胞感知并做出破骨或成骨等反应,来使骨适应外部载荷环境.鉴于骨组... 骨组织受力变形后其内部液体就会流动,同时在其微观结构——骨单元壁中扩散,并进一步产生一系列与骨液流动相关的物理效应,如流体剪切应力、流动电位等,这些物理效应被细胞感知并做出破骨或成骨等反应,来使骨适应外部载荷环境.鉴于骨组织产生的内部液体流动很难实验测定,理论模拟是目前的主要研究手段.基于骨单元的多孔弹性性质建立了骨小管内部液体的流动模型,该模型将骨单元所受的外部载荷与骨小管内部液体的压力、流速、流量和切应力联系起来,并进一步可以研究其力传导与力电传导机制.骨小管模型的建立分别基于中空和考虑哈弗液体的骨单元模型,并考虑了骨单元外壁的弹性约束和刚性位移约束两种边界条件.最终得到骨单元在外部轴向载荷作用下,骨小管内部液体的流量及流体切应力的解析解.结果表明:骨小管中的液体流量与流体切应力都正比于应变载荷幅值和频率,并由载荷的应变率决定.因此应变率可以作为控制流量和流体切应力的一种生理载荷因素.流量随着骨小管半径的增大而非线性增大,而流体切应力则随着骨小管半径的增大而线性增大.此外,在相同的载荷下,含哈弗液体的骨单元的模型中,骨小管中液体的流量和切应力均大于中空骨单元模型. 展开更多

关键词 骨小管 流量 流体切应力 多孔弹性 骨单元

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有机玻璃力学性能的研究现状 被引量：18

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作者 邓小秋 李志强 +1 位作者 赵隆茂 姚小虎 《力学与实践》 北大核心 2014年第5期540-550,共11页

有机玻璃作为飞机风挡与舱盖的主要材料,对其力学性能研究尤为重要.综述了国内外学者对有机玻璃力学性能的研究现状:在理论方面,总结了目前对有机玻璃的黏弹性、非弹性、屈服应力与模量-温度关系等本构模型的成果;在实验方面,阐述了近... 有机玻璃作为飞机风挡与舱盖的主要材料,对其力学性能研究尤为重要.综述了国内外学者对有机玻璃力学性能的研究现状:在理论方面,总结了目前对有机玻璃的黏弹性、非弹性、屈服应力与模量-温度关系等本构模型的成果;在实验方面,阐述了近年以准静态、动态及断裂实验为主的研究;在模拟方面,举例说明在分子模拟和有限元模拟中的应用.最后指出了有机玻璃在力学研究方面的发展方向. 展开更多

关键词 有机玻璃 本构模型 力学实验 数值模拟

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MDYB-3有机玻璃在不同应变率下的一维屈服行为 被引量：2

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作者 邓小秋 李志强 +2 位作者 周志伟 王志华 姚小虎 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期312-319,共8页

对MDYB-3有机玻璃进行了多组不同应变率（10-3~3 000s-1）下的压缩实验,得到准静态下的屈服应力与动态下的峰值应力。沿其增强与面内2个方向进行准静态压缩实验,以分析定向拉伸对屈服应力的影响,修正了Ree-Eyring模型与Cooperative模型... 对MDYB-3有机玻璃进行了多组不同应变率（10-3~3 000s-1）下的压缩实验,得到准静态下的屈服应力与动态下的峰值应力。沿其增强与面内2个方向进行准静态压缩实验,以分析定向拉伸对屈服应力的影响,修正了Ree-Eyring模型与Cooperative模型以描述定向有机玻璃的屈服行为。采用Johnson-Cook模型描述屈服后的黏塑性行为。结果表明Cooperative屈服模型比Ree-Eyring屈服模型更接近实验结果,且能准确描述准静态屈服应力。动态压缩下的峰值应力为失效应力,说明试样在1 500s-1以上应变率下未达到屈服应力时已经发生破坏。Johnson-Cook模型对于单条曲线拟合良好,但无法准确描述材料的应变率相关性。 展开更多

关键词 固体力学 准静态/动态压缩 Johnson-Cook模型 屈服应力 MDYB-3有机玻璃

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人/椅弹射救生系统穿盖过程的数值模拟 被引量：1

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作者 李志强 王志华 +1 位作者 刘晓明 赵隆茂 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期567-573,共7页

拟针对战斗机微爆索预破碎座舱盖弹射救生系统中人/椅系统穿盖过程中弹射通道的畅通性,座舱盖的破坏模式以及人体重要部位的冲击损伤程度。考虑微爆索在舱盖内表面沿中央和四周2种不同的切割布局,建立人/椅系统撞击舱盖的解耦模型,采用... 拟针对战斗机微爆索预破碎座舱盖弹射救生系统中人/椅系统穿盖过程中弹射通道的畅通性,座舱盖的破坏模式以及人体重要部位的冲击损伤程度。考虑微爆索在舱盖内表面沿中央和四周2种不同的切割布局,建立人/椅系统撞击舱盖的解耦模型,采用非线性动态显式算法对穿盖过程进行了数值模拟。模拟结果表明:第2种布局较第1种布局更有利于形成畅通的弹射通道,也有助于减轻人体的损伤,同时给出2种布局切割槽深度的临界值。研究结果可为弹射救生系统的优化设计和安全生产提供可靠依据。 展开更多

关键词 爆炸力学 破坏模式 解耦模型 弹射救生系统 微爆索 舱盖 冲击损伤

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