国家自然科学基金(90205029)
- 作品数：4 被引量：48H指数：4
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- 相关机构：大连理工大学山东交通学院更多>>
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- 复合材料粘弹性本构关系与热应力松弛规律研究 Ⅰ:理论分析被引量：19
- 2005年
- 基于均匀化理论研究了复合材料粘弹性分析的多尺度方法,以及复合材料等效热应力松弛规律。引入了等效粘弹性热应力系数张量和等效时变热膨胀系数的概念,建立了含温度变化的复合材料热粘弹性本构关系,并给出了基于均匀化理论的复合材料粘弹性松弛模量、等效热应力松弛系数和等效时变热膨胀系数的预测方法。对特殊复合材料的粘弹性性质进行了分析,结果表明:(1)复合材料的粘弹性本构关系具有与常规材料的本构关系类似的形式,但一般复合材料的热应力松弛规律与常规材料不同,其热膨胀不能瞬时完成,而具有明显的时变性质;(2)空心材料的热膨胀具有瞬时性质,其等效时变热膨胀系数与基体材料的热膨胀系数相同,其热应力松弛规律与基体材料的松弛规律相同;(3)当各组分材料的松弛模量的各分量可分解成不同的系数与相同的时间函数的乘积时,复合材料的等效时变热膨胀系数与时间无关,其松弛规律与常规材料的松弛规律完全相同。
- 刘书田马宁
- 关键词：复合材料粘弹性热膨胀本构方程均匀化理论
- 复合材料粘弹性本构关系与热应力松弛规律研究 Ⅱ:数值分析被引量：10
- 2005年
- 给出了预测复合材料粘弹性松弛模量、等效热应力松弛系数和等效时变热膨胀系数的均匀化方法的有限元数值实现步骤,研究了单向纤维复合材料随温度变化的粘弹性本构关系,以及热应力松弛规律和热膨胀系数的时变特征。单向纤维复合材料的一维热变形分析数据显示了热应变对时间的强烈依赖关系;以数值形式给出的等效热应力松弛模量对时间的依赖关系表明,等效的热应力松弛模量对时间的依赖性较弱,其冲击模量和渐近模量只相差0 4%。
- 马宁刘书田
- 关键词：复合材料粘弹性热膨胀本构方程均匀化理论
- 狭长结构拓扑优化被引量：21
- 2004年
- 通常的拓扑优化是在给定区域内,通过设计材料分布实现结构拓扑形式优化。对于设计区域的长和宽相近的平面问题,现行的方法可得到清晰的拓扑。但是,狭长结构的设计域具有大的长宽比。为了保证基结构包含足够多的拓扑形式,宽度方向要求有一定量的有限元分割,从而导致整体网格数和设计变量多、问题求解困难。本文提出了通过基本结构拼装的狭长结构拓扑优化方法,建立了以最小平均柔顺性密度为目标、同时设计材料分布和设计域几何尺度的基本结构的拓扑优化问题的数学提法和求解方法。利用所提出的问题提法和求解方法,设计了狭长悬臂梁的拓扑形式,讨论了危险截面的弯矩与剪力的相对值以及材料体积约束对拓扑形式的影响。数值结果表明,不同的弯矩与剪力的相对数值对应不同的拓扑形式,随着相对数值的增加,梁的拓扑形式由类桁架结构逐渐变成竖直立板加强的框架式结构。
- 刘书田贾海朋王德伦
- 关键词：拓扑优化悬臂梁
- 颗粒增强复合材料弹性性能的统计特征分析被引量：4
- 2008年
- 通过模拟颗粒随机分布的复合材料,应用均匀化方法预测出材料的宏观等效弹性性能,研究其统计特性,探讨颗粒大小、分布和几何形状的变化对材料等效弹性性能的影响。结果表明:所取代表体元尺寸与颗粒尺寸之比大于某临界值时,材料的宏观等效杨氏模量趋于某恒定值;颗粒位置的随机性使材料等效杨氏模量的概率分布近似为正态分布;椭圆形截面的增强相有助于提高材料的等效杨氏模量。
- 侯善芹刘书田
- 关键词：统计分析不确定性弹性性能颗粒增强复合材料均匀化
