正交各向异性韧性材料应力-应变关系

采用大变形弹塑性有限元方法分析了各向同性和正交各向异性韧性材料光滑圆棒拉伸试件的颈缩问题。首先给出了采用计算机模拟确定各向同性韧性材料真实应力-应变曲线的具体方法;对正交各向异性韧性材料的分析表明,颈缩截面呈椭圆形,其长短轴方向的等效塑性应变基本上均匀分布,与Bridgman假设一致;轴向拉伸载荷-位移曲线与其它两方向的各向异性参数关系不大。在此基础上,建议了一种确定正交各向异性韧性材料真实应力-应变曲线的方法。

正交各向异性韧性材料的损伤力学

以含内变量的不可逆热力学基本原理,最小强度原理、正交性流动法则,以及Hill所定义的有效应力等为基础,引入含内损伤变量的比自由能和塑性势,建立了正交各向异性韧性材料的损伤模型和损伤演化方程。并用正交各向异性板材破坏成形的实验数据对本文所建立的损伤演化方程作了验证,结果表明,该模型和损伤演化方程是合理的。

正交各向异性材料断裂分析的插值型无单元伽辽金比例边界法

插值型无单元伽辽金比例边界法是一种在改进的插值型移动最小二乘法框架下,结合了比例边界法和无单元伽辽金法长处的半解析数值方法。这种方法通过引入比例边界坐标系,只需在求解域的环向上进行数值离散,在径向上采用解析的方法进行计算,处理各向同性材料断裂问题时拥有可观的精度与效率。为进一步发挥这种方法的显著优势并提高其适用性,将插值型无单元伽辽金比例边界法运用于正交各向异性材料断裂分析研究中。最后利用两种不同裂纹形式的数值算例证实了本文方法的有效性与准确性。

正交各向异性功能梯度材料反平面裂纹尖端应力场

采用积分变换 对偶积分方程方法 ,研究了正交各向异性功能梯度材料反平面裂纹问题 .文中假定材料沿两个主轴方向的剪切模量成比例按双参数梯度模型变化 ,通过求解对偶积分方程并考虑变形Bessel函数的渐近特性 ,推导出了裂纹尖端应力场 .最后考察了材料非均匀性及正交性对应力强度因子的影响 .

正交各向异性功能梯度材料Ⅲ型裂纹尖端动态应力场

研究了无限大正交各向异性功能梯度材料Griffith裂纹受反平面剪切冲击作用的问题· 材料两个方向的剪切模量假定为成比例按特定梯度变化· 通过采用积分变换_对偶积分方程方法 ,获得了裂纹尖端动态应力场· 动态应力强度因子计算结果显示

小孔法测量正交各向异性材料残余应力

讨论了小孔法测量正交各向异性材料残余应力。以正交各向异性无限大板孔边应力场解析解为基础，导出了释放应变矩阵计算表达式，并用一个算例验证了该计算式的正确性。

正交各向异性复合材料孔板性能参数识别测点的最优布置

基于静态位移的测量和边界元分析,性能参数识别的问题转化为极小化目标函数的问题,其中目标函数定义为测量位移与边界元计算的位移之差的平方和。求解此优化问题采用Levenberg-Marquardt算法。通过该算法适定性的分析,提出了考虑诸多因素综合影响的优化测点布置的方法。该方法的有效性得到了数值算例的验证,算例结果表明测点布置对正交各向异性复合材料孔板性能参数识别的结果有较大的影响。提出的方法可以找出测点的最优布置,得到令人满意的识别结果。

正交各向异性材料三维热传导问题的有限元列式

针对通常复合材料热传导性能同其力学性能一样呈各向异性 ,从用热流密度表示的热传导微分方程入手 ,利用Galerkin方法建立了正交各向异性材料三维热传导问题的有限元列式 .

正交各向异性孔板的材料参数识别

结合优化技术和边界元分析,针对正交各向异性孔板进行了材料参数的识别。材料参数识别的问题转化为极小化目标函数的问题,其中目标函数定义为测量位移与边界元计算相应的位移之差的平方和。采用Levenberg-Marquardt方法解极小化目标函数的问题,其中灵敏度的计算是基于离散的边界元代数矩阵方程对识别材料参数的求导。数值算例中,首先把边界元计算正交各向异性圆孔方板位移的结果与解析解进行比较,两者符合良好;然后采用本文提出的方法识别正交各向异性圆孔方板的材料参数。数值算例表明本文提出的方法是有效的。

正交各向异性Kagome蜂窝材料宏观等效力学性能

由于微结构的布局和尺寸的方向性,人造和天然的蜂窝材料都会不同程度呈现各向异性,其中正交各向异性的蜂窝材料较为常见.该文采用桁架模型推导了正交各向异性Kagome单胞蜂窝材料等效刚度和强度的解析表达式,给出了初始屈服函数和近似弹性屈曲强度,讨论了等效刚度与各向异性率和相对密度的关系.等效刚度的解析结果与单胞壁杆采用梁单元建模的刚架模型均匀化结果进行比较,结果令人满意.需要说明的是这类"组合蜂窝"材料具有多功能性和潜在的可设计性,正在受到人们关注.

正交各向异性弹塑性材料中微孔洞的扩张

针对正交各向异性弹塑性多孔材料 ,用有限元方法计算分析内含球形微孔洞的三维六面体体胞在不同三轴应力状态下的变形。结果表明 ,在一定的应力三轴参数下 ,改变作用在体胞上的主应力方向 ,微孔洞长大速度则发生明显的变化 ;其次 ,在较低的应力三轴参数下 ,当Lode参数 μσ=-1时 ,微孔洞长大速度较快 ;各向异性程度越高 ,微孔洞扩张越快。

正交各向异性材料的混合硬化弹塑性本构方程

建立了混合硬化正交各向异性材料的屈服准则,进而推导了与之相关的塑性流动法则· 根据简单应力状态的实验曲线,可得到广义等效应力＿应变关系· 初始屈服曲面与材料的弹性常数有关,材料退化为各向同性且只考虑各向同性硬化时,屈服函数退化为Huber＿Mises屈服函数。

纤维增强正交各向异性复合材料层合板的湿热屈曲

依据复合材料细观力学研究了纤维增强正交各向异性复合材料层合板的力学性能与温度和湿度的关系,在宏-细观力学模型框架下建立了考虑湿热效应的屈曲控制方程,分析了温度和湿度对复合材料层合板在面内压缩载荷下屈曲行为的影响,并讨论了不同边界条件对屈曲载荷的影响.

正交各向异性材料动态力学性能的理论与实验研究

从余能密度出发，以不变量理论为工具，导出了非线性超弹性正交各向异性材料本构关系的一般形式，提出了一个以波传播理论为基础的测定材料非线性本构关系参数的新方法，并用这种波动实验方法具体测定了玻璃纤维增强复合材料的非线性动态本构关系参数。

正交各向异性平面问题材料参数识别的反分析方法

以边界元计算为基础,提出正交各向异性平面问题材料参数识别的反分析方法。通过建立以测量位移与边界元计算相应的位移之差的平方和作为目标函数,把反分析问题转化为极小化目标函数的问题。采用Lev-enberg-Marquardt方法解极小化目标函数的问题,其中灵敏度的计算是基于离散的边界元代数矩阵方程对识别材料参数的求导。数值算例表明本文提出的方法是行之有效的。

正交各向异性复合材料结构的材料参数识别的研究进展

融合实验测量技术、数值计算方法和优化技术的参数识别方法是获取正交各向异性复合材料结构的材料参数的有效途径。本文对国内外正交各向异性复合材料结构的材料参数识别的研究成果进行了较系统的总结分析,并展望了今后的发展趋势。

正交各向异性蜂窝材料多功能优化设计

以矩形蜂窝为例,介绍了正交各向异性蜂窝填充的夹层蜂窝结构散热性能和散热-承载性能优化设计,给出了正交各向异性蜂窝相关系数的推导过程。从实际应用出发,针对常规以性能乘积形式构造的散热-承载性能指标对散热性能侧重程度的不足,给出了基于2种双层规划模型的非确定性设计方法,得到了旨在强调散热性能设计意图的散热-承载多目标优化问题的有效解集。这种方法对结构敏感参数较多的正交各向异性蜂窝填充结构的多功能优化设计非常有效。最后讨论了不同尺寸效应下的蜂窝最优结构参数。

正交各向异性C/SiC复合材料板的模态密度辨识

为研究C/SiC复合材料的模态密度获取方法并提高其模态密度辨识精度,以正交各向异性C/SiC复合材料板作为研究对象,在薄板理论基础上推导了正交各向异性复合材料板的模态密度理论计算公式;同时,基于点导纳法对正交各向异性C/SiC复合材料板开展了模态密度试验测试研究,并分析了附加质量对试验测试结果的影响.结果表明,对于给定的正交各向异性C/SiC复合材料板,其模态密度理论计算结果是一个定值;附加质量在中高频段对于C/SiC复合材料板模态密度测试结果影响较大;理论计算值与经过附加质量修正后的试验测试结果在中高频段吻合较好;理论解析计算及试验测试方法在进行C/SiC复合材料板模态密度辨识时具有较高的精确度.

正交各向异性易碎复合材料层合板的设计与试验研究

提出一种新型正交各向异性易碎复合材料结构,利用单向连续纤维板具有纵向拉伸强度高而横向易于被撕裂的特点,在制备好的单向板上垂直于纤维方向预制刻槽,然后将单向板正交复合而制备成正交各向异性易碎复合材料层合板,并对这种层合板作了承压试验与冲击试验。结果表明,所设计并制备的正交各向异性易碎复合材料层合板试样可承受一定的均布载荷,而在反向受到冲击力时,试样迅速沿着预制刻槽开裂,满足触发碎裂的设计要求。

正交各向异性功能梯度材料周期裂纹问题研究

研究了正交各向异性功能梯度材料含平行周期裂纹的平面I型和II型断裂问题.考虑正交各向异性的主轴方向分别为平行和垂直于带的边界,运用Fourier变换,将混合边值问题的求解转化为求解第一类Cauchy奇异积分方程,获得了周期裂纹尖端应力场.结果显示了非均匀材料参数,材料力学性质和裂纹间距对应力强度因子的影响,对功能梯度材料的设计及应用有参考价值.