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基于径向积分边界元法的周期性复合材料面内等效热弹性参数分析方法
1
作者
刘华雩
郑永彤
+2 位作者
彭海峰
高效伟
杨恺
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期2294-2303,共10页
具有人工设计结构的多材料夹杂的复合材料不仅具有可编辑的弹性模量和泊松比,还可以实现热膨胀系数的调控.这些复合材料的等效热弹性参数与其微观结构和材料分布密切相关.文章提出了一种基于径向积分边界元法的周期性复合材料的均匀化...
具有人工设计结构的多材料夹杂的复合材料不仅具有可编辑的弹性模量和泊松比,还可以实现热膨胀系数的调控.这些复合材料的等效热弹性参数与其微观结构和材料分布密切相关.文章提出了一种基于径向积分边界元法的周期性复合材料的均匀化热弹性参数的计算方法.该方法基于代表性体积元均匀化方法建立材料的微观结构应力、应变与宏观等效热弹性参数之间的关联.同时,采用径向积分边界元法计算周期变形条件下代表性体积元的应力和应变场.该方法无需内部网格和域积分,仅依赖于边界的位移和面力等信息即可获得材料的等效热弹性参数,具有容易实现参数化建模、容易考虑细小结构特征等优势.另外,在角点处采用非连续元处理,大大简化了周期性边界条件的施加.针对复合材料梁的弯曲问题,通过与直接有限元模拟的结果进行对比,验证了该方法的有效性.然后,还采用该方法对网状复合超材料的热膨胀系数进行了分析.结果表明,通过调整结构的尺寸,可实现结构在热载荷下从正膨胀到负膨胀的转变.
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关键词
边界元法
热弹性
负热膨胀
均匀化方法
代表性体积元
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职称材料
题名
基于径向积分边界元法的周期性复合材料面内等效热弹性参数分析方法
1
作者
刘华雩
郑永彤
彭海峰
高效伟
杨恺
机构
大连理工大学力学与航空航天学院
南昌大学工程建设学院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期2294-2303,共10页
基金
国家自然科学基金(12072064,12272081和12302261)
大连理工大学基本科研业务费(DUT22YG204)资助项目。
文摘
具有人工设计结构的多材料夹杂的复合材料不仅具有可编辑的弹性模量和泊松比,还可以实现热膨胀系数的调控.这些复合材料的等效热弹性参数与其微观结构和材料分布密切相关.文章提出了一种基于径向积分边界元法的周期性复合材料的均匀化热弹性参数的计算方法.该方法基于代表性体积元均匀化方法建立材料的微观结构应力、应变与宏观等效热弹性参数之间的关联.同时,采用径向积分边界元法计算周期变形条件下代表性体积元的应力和应变场.该方法无需内部网格和域积分,仅依赖于边界的位移和面力等信息即可获得材料的等效热弹性参数,具有容易实现参数化建模、容易考虑细小结构特征等优势.另外,在角点处采用非连续元处理,大大简化了周期性边界条件的施加.针对复合材料梁的弯曲问题,通过与直接有限元模拟的结果进行对比,验证了该方法的有效性.然后,还采用该方法对网状复合超材料的热膨胀系数进行了分析.结果表明,通过调整结构的尺寸,可实现结构在热载荷下从正膨胀到负膨胀的转变.
关键词
边界元法
热弹性
负热膨胀
均匀化方法
代表性体积元
Keywords
boundary element method
thermoelasticity
negative thermal expansion
homogenization method
representative volume element
分类号
O343.6 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于径向积分边界元法的周期性复合材料面内等效热弹性参数分析方法
刘华雩
郑永彤
彭海峰
高效伟
杨恺
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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