期刊文献+
共找到13篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
各向异性Kelvin泡沫胞元高径比对其流动传热特性的影响
1
作者 张超 孔祥壮 +2 位作者 杜雁霞 王娴 肖光明 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期55-66,I0002,共13页
飞行器热管理系统中所用的高孔隙率泡沫材料具有质量轻、比表面积大等优点,孔隙尺度几何参数的优化设计对有效提升综合传热性能、降低结构质量至关重要。以各向异性Kelvin泡沫胞元为研究对象,采用混合热格子Boltzmann方法以及多GPU加速... 飞行器热管理系统中所用的高孔隙率泡沫材料具有质量轻、比表面积大等优点,孔隙尺度几何参数的优化设计对有效提升综合传热性能、降低结构质量至关重要。以各向异性Kelvin泡沫胞元为研究对象,采用混合热格子Boltzmann方法以及多GPU加速技术,实现了同时考虑泡沫骨架导热和多胞元孔隙尺度强迫对流换热的共轭传热数值模拟。在上述基础上,分别选取了Re=10、100、1000计算条件,开展了不同胞元高径比(H/D=0.5、0.75、1.0、1.5、2.0)对其流动传热特性的影响规律研究。结果表明,在不同Re条件下,随着各向异性Kelvin泡沫H/D的减小,其泡沫内部的流动阻力及努塞尔数均增大,且随着Re的增大,对流换热的作用增强,H/D的影响也更为明显。此外,相比于流动阻力,结构传热性能受H/D的影响变化速率更大,由此造成综合传热因子(j/f^(1/3))与H/D成反比关系,即减小Kelvin胞元H/D可有效提高泡沫结构的综合传热性能。 展开更多
关键词 各向异性 kelvin泡沫 流动阻力 综合传热因子
下载PDF
Kelvin结构开孔泡沫材料的弹性性能研究 被引量:6
2
作者 谢兰生 童国权 高霖 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期75-78,共4页
采用一修正的十四面体结构模型(Kelvin结构模型)对开孔泡沫金属的弹性性能进行研究,对低密度开孔泡沫材料表现出不可压的特性进行了分析。该模型考虑作用在泡沫筋条上的弯矩、剪力和轴向力,以及轴向力的平衡。修正模型的数值计算结果与... 采用一修正的十四面体结构模型(Kelvin结构模型)对开孔泡沫金属的弹性性能进行研究,对低密度开孔泡沫材料表现出不可压的特性进行了分析。该模型考虑作用在泡沫筋条上的弯矩、剪力和轴向力,以及轴向力的平衡。修正模型的数值计算结果与实验结果及其他模型的结果进行了对比,结果表明修正模型计算的杨氏模量比原有模型的略有提高,筋条截面为星形的修正模型计算的结果与实验比较符合。在密度等同的条件下,筋条截面惯性矩越大的开孔泡沫材料,其弹性模量也越大,而泊松比则越小。Kelvin结构的开孔泡沫材料的泊松比随相对密度的减小而趋于0.5。 展开更多
关键词 泡沫金属 弹性常数 kelvin结构
下载PDF
开孔泡沫材料随机化Kelvin微结构模型建立与应用 被引量:1
3
作者 齐敏菊 高光发 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期262-269,共8页
建立较准确的微观胞体结构模型是一项极其复杂但极具价值的一项工作。利用Python,对Abaqus进行二次开发,实现规则Kelvin单胞结构、规则Kelvin多胞结构和随机Kelvin多胞结构等开孔泡沫结构的参数化设计和自动化建模,并对建模思路、关键... 建立较准确的微观胞体结构模型是一项极其复杂但极具价值的一项工作。利用Python,对Abaqus进行二次开发,实现规则Kelvin单胞结构、规则Kelvin多胞结构和随机Kelvin多胞结构等开孔泡沫结构的参数化设计和自动化建模,并对建模思路、关键算法的设计与实现加以说明。以泡沫铝为例,分别对规则Kelvin结构和随机Kelvin结构的开孔泡沫铝在准静态压缩过程中的力学行为进行了对比分析研究。研究成果对随机Kelvin胞体结构的开孔泡沫材料的数值仿真研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 算法设计 开孔泡沫 PYTHON ABAQUS 随机kelvin胞体 泡沫铝
下载PDF
随机Kelvin胞体开孔泡沫结构模型边界条件及应用
4
作者 齐敏菊 高光发 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期190-199,共10页
利用Python和Abaqus解决了泡沫材料非垂直切割造成边界出现"浮动"边等问题,同时研究了自由边界、固定边界条件材料的准静态压缩特性,在此基础上提出并分析了周期边界,并对周期性边界设置中几种情况进行讨论和实现,同时,对此... 利用Python和Abaqus解决了泡沫材料非垂直切割造成边界出现"浮动"边等问题,同时研究了自由边界、固定边界条件材料的准静态压缩特性,在此基础上提出并分析了周期边界,并对周期性边界设置中几种情况进行讨论和实现,同时,对此过程中相关思路、关键算法加以说明。最后,以开孔泡沫铝为例,对三种边界条件情况下随机Kelvin胞体开孔泡沫铝在准静态压缩过程中的力学行为进行了对比分析研究。研究成果对开孔泡沫材料的数值仿真研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 算法设计 开孔泡沫 随机kelvin胞体 泡沫铝 边界条件
下载PDF
Effects of microstructure on uniaxial strength asymmetry of open-cell foams 被引量:1
5
作者 Zi-xing LU Ji-xiang HUANG Ze-shuai YUAN 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI CSCD 2015年第1期37-46,共10页
Based on the elongated Kelvin model, the effect of microstructure on the uniaxial strength asymmetry of open-cell foams is investigated. The results indicate that this asymmetry depends on the relative density, the so... Based on the elongated Kelvin model, the effect of microstructure on the uniaxial strength asymmetry of open-cell foams is investigated. The results indicate that this asymmetry depends on the relative density, the solid material, the cell morphology, and the strut geometry of open-cell foams. Even though the solid material has the same tensile and compressive strength, the tensile and compressive strength of open-cell foams with asymmetrical sectional struts are still different. In addition, with the increasing degree of anisotropy, the uniaxial strength as well as the strength asymmetry increases in the rise direction but reduces in the transverse direction. Moreover, the plastic collapse ratio between two directions is verified to depend mainly on the cell morphology. The predicted results are compared with Gibson and Ashby's theoretical results as well as the experimental data reported in the literature, which validates that the elongated Kelvin model is accurate in explaining the strength asymmetry presented in realistic open-cell foams. 展开更多
关键词 open-cell foam MICROSTRUCTURE STRENGTH kelvin model
下载PDF
Analysis and simulation for tensile behavior of anisotropic open-cell elastic foams 被引量:1
6
作者 卢子兴 刘强 陈鑫 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2014年第11期1437-1446,共10页
Based on the elongated Kelvin obtained to investigate the tensile behavior Kelvin model's periodicity and symmetry in model, a simplified periodic structural cell is of anisotropic open-cell elastic foams due to the ... Based on the elongated Kelvin obtained to investigate the tensile behavior Kelvin model's periodicity and symmetry in model, a simplified periodic structural cell is of anisotropic open-cell elastic foams due to the whole space. The half-strut element and elastic deflection theory are used to analyze the tensile response as done in the previous studies. This study produces theoretical expressions for the tensile stress-strain curve in the rise and transverse directions. In addition, the theoretical results are examined with finite element simulation using an existing formula. The results indicate that the theoretical analysis agrees with the finite element simulation when the strain is not too high, and the present model is better. At the same time, the anisotropy ratio has a significant effect on the mechanical properties of foams. As the anisotropy ratio increases, the tensile stress is improved in the rising direction but drops in the transverse direction under the same strain. 展开更多
关键词 open-cell foam elastic deformation kelvin model ANISOTROPY tensile property
下载PDF
Phase-Field Modeling for the Three-Dimensional Space-Filling Structure of Metal Foam Materials 被引量:1
7
作者 Takuya Uehara 《Open Journal of Modelling and Simulation》 2015年第3期120-125,共6页
Phase-field modeling for three-dimensional foam structures is presented. The foam structure, which is generally applicable for porous material design, is geometrically approximated with a space-filling structure, and ... Phase-field modeling for three-dimensional foam structures is presented. The foam structure, which is generally applicable for porous material design, is geometrically approximated with a space-filling structure, and hence, the analysis of the space-filling structure was performed using the phase field model. An additional term was introduced to the conventional multi-phase field model to satisfy the volume constraint condition. Then, the equations were numerically solved using the finite difference method, and simulations were carried out for several nuclei settings. First, the nuclei were set on complete lattice points for a bcc or fcc arrangement, with a truncated hexagonal structure, which is known as a Kelvin cell, or a rhombic dodecahedron being obtained, respectively. Then, an irregularity was introduced in the initial nuclei arrangement. The results revealed that the truncated hexagonal structure was stable against a slight irregularity, whereas the rhombic polyhedral was destroyed by the instability. Finally, the nuclei were placed randomly, and the relaxation process of a certain cell was traced with the result that every cell leads to a convex polyhedron shape. 展开更多
关键词 foam STRUCTURE PHASE FIELD Model kelvin CELL Space-Filling STRUCTURE COMPUTER Simulation
下载PDF
低密度闭孔金属泡沫压缩屈服行为的数值模拟 被引量:4
8
作者 卢子兴 张家雷 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期318-321,共4页
对低密度闭孔金属泡沫的变形过程进行数值模拟是研究泡沫材料力学及失效行为的重要手段.基于Kelvin多倍胞体模型和有限元方法数值模拟了低密度闭孔泡沫铝的压缩变形的过程,给出了压缩变形曲线并确定了压缩屈服强度.在计算过程中,考虑了... 对低密度闭孔金属泡沫的变形过程进行数值模拟是研究泡沫材料力学及失效行为的重要手段.基于Kelvin多倍胞体模型和有限元方法数值模拟了低密度闭孔泡沫铝的压缩变形的过程,给出了压缩变形曲线并确定了压缩屈服强度.在计算过程中,考虑了材料非线性和几何非线性效应以及胞体倍数对应力-应变关系的影响,并采用理想弹-塑性和线性强化弹-塑性两种材料本构关系来考察其对于泡沫铝非线性压缩力学行为的影响.结果表明,有限元计算的结果与一些文献的理论工作有较好的一致性,但是比实验值偏大. 展开更多
关键词 金属泡沫 kelvin模型 压缩屈服 数值模拟
下载PDF
低密度开孔弹性泡沫材料的非线性拉伸本构关系 被引量:2
9
作者 卢子兴 张家雷 陈鑫 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期410-414,共5页
文中基于Kelvin十四面体模型,对低密度开孔弹性泡沫材料的拉伸大变形行为进行理论分析。首先,利用对称性条件对模型进行简化,得到易于分析的半支柱模型。然后,利用Elastica弹性挠曲理论,分析单轴拉伸下胞体的力学行为和支柱的变形情况,... 文中基于Kelvin十四面体模型,对低密度开孔弹性泡沫材料的拉伸大变形行为进行理论分析。首先,利用对称性条件对模型进行简化,得到易于分析的半支柱模型。然后,利用Elastica弹性挠曲理论,分析单轴拉伸下胞体的力学行为和支柱的变形情况,得到弹性模量、泊松比及非线性拉伸应力—应变曲线。同时,分析截面形状和泡沫材料相对密度的影响。文中所得拉伸弹性性能与Zhu等人在压缩情况下的结果相一致,但拉伸变形曲线特征与压缩时明显不同,却与实验曲线一致。 展开更多
关键词 开孔泡沫材料 拉伸本构关系 kelvin模型
下载PDF
微孔结构对PMI泡沫准静态压缩性能的影响 被引量:3
10
作者 周景隆 李文晓 薛鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第20期147-151,共5页
基于BBC点集建立了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)闭孔泡沫的Kelvin十四面体模型和Laguerre模型,并采用有限元方法研究了其在准静态载荷作用下的压缩性能。分析了孔径大小、泡孔体积离散系数对压缩弹性模量、初始峰值应力和能量吸收能力的影响... 基于BBC点集建立了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)闭孔泡沫的Kelvin十四面体模型和Laguerre模型,并采用有限元方法研究了其在准静态载荷作用下的压缩性能。分析了孔径大小、泡孔体积离散系数对压缩弹性模量、初始峰值应力和能量吸收能力的影响。结果表明:Kelvin十四面体模型可以较好地预测PMI泡沫的压缩弹性模量和峰值应力;在相同相对密度条件下,小孔径泡沫的初始峰值应力和能量吸收能力均高于大孔径泡沫,而压缩弹性模量则低于大孔径泡沫;随着泡孔体积离散系数的增大,闭孔PMI泡沫压缩弹性模量、初始峰值应力和能量吸收能力均减小。 展开更多
关键词 聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)闭孔泡沫 十四面体模型 Laguerre模型 弹性模量 初始峰值应力
下载PDF
闭孔泡沫金属几种不同建模方法的对比性研究 被引量:7
11
作者 郭亚周 刘小川 +2 位作者 白春玉 郑志军 王计真 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期85-91,共7页
为研究闭孔泡沫金属的单轴压缩性能,通过三种不同的建模方法,分别建立二维随机胞元、三维Kelvin和三维Voronoi泡沫金属细观模型。基于LS-DYNA软件分析三种不同建模方法表征下闭孔泡沫金属压缩力学性能的差异性,研究三种建模方法下泡沫... 为研究闭孔泡沫金属的单轴压缩性能,通过三种不同的建模方法,分别建立二维随机胞元、三维Kelvin和三维Voronoi泡沫金属细观模型。基于LS-DYNA软件分析三种不同建模方法表征下闭孔泡沫金属压缩力学性能的差异性,研究三种建模方法下泡沫金属的变形模式、应力应变响应变化规律。结果表明:二维随机模型更适合泡沫金属的压缩规律性研究,而三维模型则更适合泡沫金属压缩响应的预测与优化研究;二维随机胞元模型受其平面几何和网格的限制大多数情况下只能模拟孔隙率较低的闭孔泡沫金属,而Kelvin模型和Voronoi模型则能够较好地模拟孔隙率高的闭孔泡沫金属;相比于Kelvin模型和二维随机胞元模型,Voronoi模型内部结构更趋真实合理,能够更好地表征闭孔泡沫金属的压缩力学性能。 展开更多
关键词 闭孔泡沫金属 二维随机胞元模型 kelvin模型 Voronoi模型 压缩力学性能
下载PDF
各向异性Kelvin开孔泡沫模型的弹性性能 被引量:6
12
作者 卢子兴 黄纪翔 陈鑫 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1017-1022,共6页
在弹性小变形情况下,基于构造的各向异性Kelvin模型对开孔泡沫材料的变形进行了分析。综合考虑了胞体中斜支柱的轴向、弯曲和剪切变形以及水平支柱的轴向变形的影响,利用最小势能原理得到了材料的弹性性能与各向异性比及相对密度的关系... 在弹性小变形情况下,基于构造的各向异性Kelvin模型对开孔泡沫材料的变形进行了分析。综合考虑了胞体中斜支柱的轴向、弯曲和剪切变形以及水平支柱的轴向变形的影响,利用最小势能原理得到了材料的弹性性能与各向异性比及相对密度的关系。研究结果表明,各向异性比越大,沿胞体伸长方向的相对弹性模量和泊松比越大,而在垂直于胞体伸长方向上的相应值反而越小;两个方向上的相对弹性模量均随相对密度增加而增大,泊松比的变化趋势则正好相反。本文预测结果较好地符合了实验数据的变化趋势,且与已有的G-K模型比较接近,证明了该模型的有效性。 展开更多
关键词 泡沫 各向异性 kelvin模型 弹性性能
原文传递
Analysis and simulation of high strain compression of anisotropic open-cell elastic foams 被引量:4
13
作者 LU ZiXing,HUANG JiXiang&CHEN Xin School of Aeronautic Science and Engineering,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing 100191,China 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2010年第3期863-869,共7页
By elongating the regular Kelvin model in one direction and keeping unchanged in the other two directions,the anisotropic model was constructed.Then,the simplified periodic structural cell was obtained according to th... By elongating the regular Kelvin model in one direction and keeping unchanged in the other two directions,the anisotropic model was constructed.Then,the simplified periodic structural cell was obtained according to the periodicity and symmetry of the model in the whole space.Using the half-strut element and elastic deflection theory to analyze the mechanical behavior as were adopted in the previous studies,this paper obtained the theoretical expressions for the compressive stress and strain as well as the corresponding curves in the rise and transverse directions.In addition,the theoretical results were examined by the finite element simulation.Results indicated that the theoretical analysis was very close to the finite element simulation when the strain was not too high,which confirmed the validity of theoretical analysis.At the same time,the anisotropy was shown to have a significant effect on the mechanical properties of open-cell foams.As the anisotropy ratio increased,the compressive stress was improved in the rise direction but dropped in the transverse direction under the same strain. 展开更多
关键词 open-cell foamS ELASTIC deformation kelvin model ANISOTROPY finite element
原文传递
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部