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Hashin-Shtrikman弹性模量边界的转换 被引量:5
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作者 孙晟 牛滨华 李佳 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期45-50,共6页
当孔隙内介质为流体时,用经典的Hashin-Shtrikman弹性模量边界模型估算线弹性各向同性双相孔隙介质整体弹性模量将存在问题。首先基于整体介质与宏观各向同性组分满足的应力和应变组分关系,推导出整体介质弹性矩阵与组分弹性矩阵之间的... 当孔隙内介质为流体时,用经典的Hashin-Shtrikman弹性模量边界模型估算线弹性各向同性双相孔隙介质整体弹性模量将存在问题。首先基于整体介质与宏观各向同性组分满足的应力和应变组分关系,推导出整体介质弹性矩阵与组分弹性矩阵之间的显式关系,联合其应变关系,定义和分析了对应的两个系数张量,并据此导出了相关场变量位于统一坐标系时整体介质体积模量与剪切模量的关系;然后将经典的Hashin-Shtrikman弹性模量边界模型与上述关系式结合,得到4个新的整体介质弹性模量的估算公式,再与原始的Hashin-Shtrikman弹性模量边界进行了比较,最后针对饱和水纯净砂岩介质进行了试算。结果显示,孔隙介质整体与组分的应力应变、弹性矩阵以及弹性模量之间存在组分加权关系;新的弹性模量表达式计算值在组分弹性模量满足一定条件下位于原始的Hashin-Shtrikman边界内,这在一定程度上弥补了经典Hashin-Shtrikman边界模型对于整体弹性模量特别是孔隙度小于20%时剪切模量估算的不足。 展开更多
关键词 Hashin-shtrikman弹性模量边界 线弹性各向同性介质 双相孔隙介质 系数张量
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复合材料有效弹性模量的上、下限的求解 被引量:7
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作者 杨大鹏 刘新田 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2002年第2期106-109,共4页
计算复合材料有效弹性模量上、下限的方法中 ,Voigt和Reuss的上、下限近似解及Hashin和Shtrikman的上、下限计算公式较为精确 ,但Voigt-Reuss近似解通常忽略了各向异性非均匀体的研究 ,是一个不全面的结果 .而Hashin和Shtrikman未能准... 计算复合材料有效弹性模量上、下限的方法中 ,Voigt和Reuss的上、下限近似解及Hashin和Shtrikman的上、下限计算公式较为精确 ,但Voigt-Reuss近似解通常忽略了各向异性非均匀体的研究 ,是一个不全面的结果 .而Hashin和Shtrikman未能准确运用变分法研究应变能的极值条件 .针对各向异性非均匀体 ,采用变分法及能量极值原理进行分析 ,得出了一个比Voight -Reuss和Hashin -Shtrikman上、下限近似解更为精确和合理的上。 展开更多
关键词 复合材料 有效弹性模量 Voigt-Reuss Hashin-shtrikman 上限 下限 计算公式 近似解
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基于变体积约束的阻尼材料微结构拓扑优化研究 被引量:2
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作者 张东东 栾福强 +1 位作者 赵礼辉 郑玲 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第6期648-659,共12页
阻尼复合结构的抑振性能取决于材料布局和阻尼材料特性.该文提出了一种变体积约束的阻尼材料微结构拓扑优化方法,旨在以最小的材料用量获得具有期望性能的阻尼材料微结构.基于均匀化方法,建立阻尼材料三维微结构有限元模型,得到阻尼材... 阻尼复合结构的抑振性能取决于材料布局和阻尼材料特性.该文提出了一种变体积约束的阻尼材料微结构拓扑优化方法,旨在以最小的材料用量获得具有期望性能的阻尼材料微结构.基于均匀化方法,建立阻尼材料三维微结构有限元模型,得到阻尼材料的等效弹性矩阵.逆用Hashin-Shtrikman界限理论,估计对应于期望等效模量的阻尼材料体积分数限,并构建阻尼材料体积约束限的移动准则.将获得阻尼材料微结构期望性能的优化问题转化为体积约束下最大化等效模量的优化问题,建立阻尼材料微结构的拓扑优化模型.利用优化准则法更新设计变量,实现最小材料用量下的阻尼材料微结构最优拓扑设计.通过典型数值算例验证了该方法的可行性和有效性,并讨论了初始微构型、网格依赖性和弹性模量等对阻尼材料微结构的影响. 展开更多
关键词 阻尼材料 变体积约束 等效模量 均匀化方法 Hashin-shtrikman界限理论
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两相复合材料等效磁导率计算 被引量:1
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作者 秦思良 王庆国 曲兆明 《磁性材料及器件》 CSCD 北大核心 2012年第1期38-40,67,共4页
借鉴细观力学中计算多相复合材料弹性模量的方法提出了一种计算两相复合材料等效磁导率的新方法。通过引入参考材料,依据Hashin-Shtrikman变分原理确定了复合材料等效磁导率的取值范围,并推导出两相复合材料的有效磁导率公式。数值计算... 借鉴细观力学中计算多相复合材料弹性模量的方法提出了一种计算两相复合材料等效磁导率的新方法。通过引入参考材料,依据Hashin-Shtrikman变分原理确定了复合材料等效磁导率的取值范围,并推导出两相复合材料的有效磁导率公式。数值计算结果与实验数据基本吻合,表明了该方法在低铁纤维浓度时能够较好地预测复合材料的等效磁导率,对于优化复合材料电磁参数具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 两相复合材料 Hashin-shtrikman变分原理 等效磁导率
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微纳米点阵力学超材料的设计和性能 被引量:2
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作者 张璇 李晓雁 《力学与实践》 北大核心 2021年第1期164-168,共5页
在过去几年中,增材制造技术的不断涌现促进了点阵力学超材料研究的迅猛发展。本文主要介绍三维微纳米点阵力学超材料的性能和设计,强调点阵单胞基本单元的演化发展:从桁架到平板再到曲面,如何降低结构内部的应力集中,一步步实现理论预... 在过去几年中,增材制造技术的不断涌现促进了点阵力学超材料研究的迅猛发展。本文主要介绍三维微纳米点阵力学超材料的性能和设计,强调点阵单胞基本单元的演化发展:从桁架到平板再到曲面,如何降低结构内部的应力集中,一步步实现理论预测的各向同性的Hashin–Shtrikman极限刚度。并对这一类力学超材料在生物医药、能源环境等领域的应用进行概述。 展开更多
关键词 点阵力学超材料 超高强度 各向同性 Hashin-shtrikman极限刚度
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疏松砂岩干岩石模量研究
6
作者 魏冰涛 杨国权 曹文俊 《物探与化探》 CAS CSCD 2016年第5期986-990,共5页
目前对疏松砂岩的研究主要是基于一些模型的思想,这些模型都是以Hertz-Mindlin和Walton的接触理论作为基础,从而很好的预测疏松砂岩的干岩石模量。但是,这传统的疏松砂岩模型并不能很好地表征疏松砂岩的弹性性质,经过研究发现,HMR、HMS... 目前对疏松砂岩的研究主要是基于一些模型的思想,这些模型都是以Hertz-Mindlin和Walton的接触理论作为基础,从而很好的预测疏松砂岩的干岩石模量。但是,这传统的疏松砂岩模型并不能很好地表征疏松砂岩的弹性性质,经过研究发现,HMR、HMS预测的干岩石的体积模量比实际测量值略低,如果用Hashin-Shtrikman下限方程内插,会产生更大的误差;HMR、WR预测的剪切模量都会比实际值高出很多,主要是没有考虑颗粒边界的相对运动;WS的适用性不是很好,有些地方预测效果很好,有些地区效果很差;HMS的预测效果很好,适用性很强,但是预测的结果都比实际值略低,如果用Hashin-Shtrikman上限进行内插,会取得很好的结果,并将该结果与传统的疏松砂岩模型对比分析,发现该方法具有很高的精度。 展开更多
关键词 疏松砂岩模型 Hertz-Mindlin WALTON Hashin-shtrikman HMS HMR WR WS
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基于Nernst-Einstein和Arrhenius方程的电导率-温度关系研究 被引量:2
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作者 李宝春 孙少槐 《内蒙古工业大学学报(自然科学版)》 2022年第5期475-480,共6页
以Nernst-Einstein和Arrhenius方程为基础,利用岩石物理学实验测得的半定量关系中给出矿物组成和含水量等参数间的关系,使用Hashin-Shtrikman(HS)边界条件控制混合矿物的电导率范围。计算结果表明:矿物电导率和温度之间存在正向的指数... 以Nernst-Einstein和Arrhenius方程为基础,利用岩石物理学实验测得的半定量关系中给出矿物组成和含水量等参数间的关系,使用Hashin-Shtrikman(HS)边界条件控制混合矿物的电导率范围。计算结果表明:矿物电导率和温度之间存在正向的指数增长关系,并且水在固态岩矿石和熔融体中分别起到质子传导和离子传导的作用,可以显著提高电导率。 展开更多
关键词 电性结构 热结构 熔融百分比 Hashin-shtrikman(HS)边界条件
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Effective thermal conductivity of an intact heterogeneous limestone
8
作者 A.P.S.Selvadurai S.M.Rezaei Niya 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2020年第4期682-692,共11页
The Cobourg limestone is a very low porosity rock consisting of lighter nodular regions that are predominantly calcite and darker regions consisting of calcite,quartz,dolomite,and an appreciable clay fraction.This pap... The Cobourg limestone is a very low porosity rock consisting of lighter nodular regions that are predominantly calcite and darker regions consisting of calcite,quartz,dolomite,and an appreciable clay fraction.This paper presents the application of the theory of multi-phasic composites to estimate the possible maximum effective thermal conductivity of the heterogeneous rocks.The thermal conductivity estimates are expected to be representative of the intact rock,without fractures or fissures that can influence the heat conduction process.The estimates are therefore indicative of the thermal properties of the rock in undisturbed regions unaffected by the influences of stress relief and excavation damage during construction of deep ground repositories for the disposal of heat-emitting nuclear waste. 展开更多
关键词 Thermal conductivity Cobourg limestone Multi-phasic approach Voigt Reuss and Hill estimates Hashin and shtrikman bounds Computational modeling
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随机分布非椭球夹杂压电复合材料变分上下界
9
作者 王宁 谢龙涛 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期70-87,共18页
压电复合材料因其具有高机电耦合系数和压电常数及低密度和高声阻抗,被广泛应用于水声工程、医学和超声检测的领域.人们通过预测压电复合材料有效模量界限可以更好地优化压电复合材料的结构。目前,对于压电复合材料有效模量上下界的研... 压电复合材料因其具有高机电耦合系数和压电常数及低密度和高声阻抗,被广泛应用于水声工程、医学和超声检测的领域.人们通过预测压电复合材料有效模量界限可以更好地优化压电复合材料的结构。目前,对于压电复合材料有效模量上下界的研究普遍集中于包含椭球形夹杂的压电复合材料,而对于非椭球形夹杂的压电复合材料研究甚少.本文在传统的Hashin-Shtrikman变分上下界方法的基础上,利用体现夹杂物分布特性及形状的微结构参数,求解横观各向同性压电复合材料有效模量的上下界.该方法适用于任意形状夹杂:当椭球域与椭球形夹杂形状相同时,该方法与传统的压电复合材料Hashi-Shtrikman上下界方法一致.当椭球域与椭球形夹杂物形状不同且夹杂含量较低时,本方法所得到的部分有效模量的上下界更紧凑.此外,本文计算了横观各向同性的压电基体含正方体夹杂的复合材料有效模量上下界,结果表明材料整体表现为横观各向同性且与椭球形夹杂时的有效模量上下界差异较小,本文建立了考虑夹杂物分布和夹杂物形状的压电复合材料上下界的计算方法,对压电复合材料的研究有一定的参考价值。 展开更多
关键词 Hashin-shtrikman上下界 压电复合材料 Hill张量
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Study on mechanism of fiber grouted material in pre-stressed anchor rope 被引量:1
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作者 HE Siming, QIAO Jianping & WANG Chenghua Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, Chengdu 610041, China 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2003年第z1期188-197,共10页
The fiber grouted material can reinforce the tension strength, shear strength as well as the index of fracture ductile, and remarkably improve the endurance of pre-stressed anchor rope under long-time loading. As a re... The fiber grouted material can reinforce the tension strength, shear strength as well as the index of fracture ductile, and remarkably improve the endurance of pre-stressed anchor rope under long-time loading. As a result, it has the better application foreground. Based on the shear log model and Hashin-Shtrikman upper and lower limited theorem, we have studied the mechanism of fiber grouted material applied in pre-stressed anchor rope and material property, and analyzed the effect of resistance strength of bond, resistance distribution of anchor section and the loading-deformation relationship of anchor body. 展开更多
关键词 FIBER grouted pre-stressed ANCHOR rope shear LOG model Hashin-shtrikman upper-lower limited theorem.
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