检索结果-内蒙古大学图书馆

建筑结构学报 2020年第9期41卷 137-144页

作者：王景全戚家南刘加平东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189 东南大学国家预应力工程技术研究中心江苏南京211189 东南大学材料科学与工程学院江苏南京211189

为预测超高性能混凝土(UHPC)残余抗拉强度,通过细观力学分析,研究了纤维对UHPC残余抗拉强度贡献机理,提出了考虑纤维埋深、分布和取向的UHPC细观本构模型。基于UHPC细观本构、受力平衡方程和变形协调条件,建立了UHPC梁受弯分析模型和受... 详细信息

为预测超高性能混凝土(UHPC)残余抗拉强度,通过细观力学分析,研究了纤维对UHPC残余抗拉强度贡献机理,提出了考虑纤维埋深、分布和取向的UHPC细观本构模型。基于UHPC细观本构、受力平衡方程和变形协调条件,建立了UHPC梁受弯分析模型和受弯承载力理论计算方法。经与8个UHPC梁试件受弯试验结果对比发现,文中提出的模型可以较好地预测UHPC梁受弯全过程响应和受弯承载力。基于基准试验梁的不同作用机制受弯贡献比例分析发现,纵筋配筋率从0增至2.5%时,受拉区混凝土对受弯承载力贡献从89.6%降至2.4%;纤维率从0增至3%时,受拉区混凝土对受弯承载力贡献从0增至22.1%。计算结果表明,对于低配筋UHPC结构,混凝土抗拉贡献应予以考虑。

关键词：超高性能混凝土梁细观本构模型受弯承载力

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考虑各向异性变形的人耳鼓膜纤维增强细观本构模型

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Acta Mechanica Sinica 2024年第5期40卷 184-197页

作者：向书毅杜智博施汇斌严子铭孙永涛王杰柳占立 School of Aerospace Engineering Tsinghua University Beijing 100084 China Department of Mechanics and Tianjin Key Lab of Nonlinear Dynamics and Control Tianjin University Tianjin 300072 China Department of Otorhinolaryngology Head and Neck Surgery Beijing Tongren Hospital Capital Medical University Beijing 100730 China Beijing Engineering Research Center of Audiological Technology Beijing 100730 China

鼓膜是听觉系统的重要组成部分,位于外耳道末端,是一种含胶原的多层软组织膜。鼓膜的纤维沿着径向和环向方向高度取向,其独特而复杂的超微结构使得力学行为呈现各向异性非线性,这对于声音传输很重要.然而,同时包含这两个特征的鼓膜本构... 详细信息

鼓膜是听觉系统的重要组成部分,位于外耳道末端,是一种含胶原的多层软组织膜。鼓膜的纤维沿着径向和环向方向高度取向,其独特而复杂的超微结构使得力学行为呈现各向异性非线性,这对于声音传输很重要.然而,同时包含这两个特征的鼓膜本构模型尚未提出.在本研究中,我们建立了考虑鼓膜纤维分布的细观本构模型,模型能够同时捕捉各向异性和非线性弹性力学行为.鼓膜被认为是包含两族胶原纤维的连续纤维增强复合材料,并通过整合沿厚度方向异质材料性质建立整体力学性质.均匀化的力学性质被假定沿着厚度方向均匀分布,并由径向胶原纤维,环向胶原纤维和等效各向同性基质的三个非耦合弹性贡献叠加组成.通过逆方法并使用文献数据校准模型.仿真结果表明,特定的胶原纤维排列是鼓膜条带试样变形呈现显著空间非均匀性及各向异性的原因。通过与纤维变形相关的强度准则,可以捕获在实验中观察到的鼓膜条带各向异性局部化失效模式。胶原纤维束的旋转和非线性性质是单轴加载下鼓膜条带非线性力学行为的起源.该细观本构模型为鼓膜的各向异性和非线性弹性力学行为提供了不同的视角.这项研究提高了我们对鼓膜力学行为的理解,并有助于仿生移植物的发展.

关键词：非线性弹性力学胶原纤维细观本构模型移植物空间非均匀性非线性性质听觉系统非线性力学行为

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非热弹性马氏体相变的细观本构模型

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材料科学与工艺 2009年第4期17卷 445-449页

作者：孙朝阳方刚雷丽萍曾攀清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室北京100084 北京科技大学机械工程学院北京100083

为了更清楚地认识铁基合金经受非热弹性马氏体相变的本征特性,在细观尺度对非热弹性马氏体相变进行了研究.基于马氏体相变晶体学和内变量本构理论建立了非热弹性马氏体相变的细观本构模型.该模型采用微区相变应变、奥氏体及马氏体的塑... 详细信息

为了更清楚地认识铁基合金经受非热弹性马氏体相变的本征特性,在细观尺度对非热弹性马氏体相变进行了研究.基于马氏体相变晶体学和内变量本构理论建立了非热弹性马氏体相变的细观本构模型.该模型采用微区相变应变、奥氏体及马氏体的塑性应变表征宏观的非弹性响应,把奥氏体和马氏体变体的等效塑性应变率和体积分数变化率作为内变量描述微观结构变化.模型采用J2流动理论描述微区塑性流动,与采用晶体塑性的描述方法相比模型更简单,且更适用于工程计算.单晶奥氏体单变体简单剪切的模拟结果表明:随着应变的增加,先发生奥氏体塑性变形,进而发生相变,马氏体体积分数与应变呈线性关系;温度较低时易发生马氏体相变并使得材料的强度提高.

关键词：非热弹性马氏体相变细观本构模型 J2流动理论

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SiC_P/6061Al复合材料高温单轴拉伸时相关棘轮行为的细观本构模型

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机械工程材料 2014年第5期38卷 99-103页

作者：郭素娟康国政张娟轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院承压系统与安全教育部重点实验室上海200237 西南交通大学力学与工程学院成都610031

以已有试验研究和细观本构框架为基础,在新发展的非线性随动硬化律中引入反映热恢复效应的修正项,得到了一个新的细观粘塑性循环本构模型;采用该模型对SiCP/6061Al复合材料在高温(300℃)下的时相关单轴拉伸和棘轮行为进行了模拟。结果表... 详细信息

以已有试验研究和细观本构框架为基础,在新发展的非线性随动硬化律中引入反映热恢复效应的修正项,得到了一个新的细观粘塑性循环本构模型;采用该模型对SiCP/6061Al复合材料在高温(300℃)下的时相关单轴拉伸和棘轮行为进行了模拟。结果表明:修正项的引入有效提高了模型对SiCP/6061Al复合材料高温单轴棘轮行为及其时间相关特性的预测能力。

关键词：高温复合材料时相关棘轮行为细观本构模型

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基于细观本构模型的织物小挠度弯曲的控制方程

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天津工业大学学报 2006年第1期25卷 27-29页

作者：张岚辛继红张义同汤兴初湖南农业大学工程技术学院长沙410128 天津大学机械工程学院天津300072

基于织物的细观本构模型,将织物的初始构形看作一块平板,采用板的基尔霍夫假设,对织物板的小挠度弯曲问题进行了分析与研究,并推导出了其控制方程．

关键词：细观本构模型织物力学屈曲悬垂控制方程

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基于细观本构模型的织物弯曲理论与悬垂分析

基于细观本构模型的织物弯曲理论与悬垂分析

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作者：张岚天津大学

学位级别：硕士

该文基于织物的细观本构模型,将织物的初始构形看作一块平板,采用板的基尔霍夫假设,对织物板的小挠度及大挠度弯曲问题进行了分析与研究.文中运用二维应力及应变变换的转轴公式,对织物板二维本构关系的一般形式进行了推导.根据基尔霍夫... 详细信息

该文基于织物的细观本构模型,将织物的初始构形看作一块平板,采用板的基尔霍夫假设,对织物板的小挠度及大挠度弯曲问题进行了分析与研究.文中运用二维应力及应变变换的转轴公式,对织物板二维本构关系的一般形式进行了推导.根据基尔霍夫假设条件,分别推导出了织物板在小挠度及大挠度变形情况下的几何方程.运用织物的细观本构模型,推导了织物板的广义本构方程,然后推导出了织物板中微单元的平衡微分方程.最后得到了织物板在小挠度及大挠度下弯曲的控制方程.由于织物板在大挠度情况下其控制方程的复杂性,悬垂的求解将会十分繁难.作者推导了织物板在大挠度悬垂情况下的势能泛函的表达式,并针对方形布铺在方桌上悬垂时的边界条件,假设了其位移的试函数.利用里兹法得到了方形布铺在方桌上大挠度悬垂时的近似解.

关键词：细观本构模型织物悬垂弯曲理论织物力学非线性分析变分法

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3D打印短纤维增强聚合物复合材料细观本构模型研究

3D打印短纤维增强聚合物复合材料细观本构模型研究

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作者：覃方平广西大学

学位级别：硕士

短纤维增强聚合物复合材料因具有耐腐蚀、易成型及轻质高强等优越性能而被广泛应用于土木工程、航空航天及车辆工程等工业领域。随着现代工业的发展,工程结构或构件越来越复杂化,3D打印是目前快速有效地制备复杂结构的主要手段。然而,3... 详细信息

短纤维增强聚合物复合材料因具有耐腐蚀、易成型及轻质高强等优越性能而被广泛应用于土木工程、航空航天及车辆工程等工业领域。随着现代工业的发展,工程结构或构件越来越复杂化,3D打印是目前快速有效地制备复杂结构的主要手段。然而,3D打印成型材料内部常会有孔隙等缺陷,使该类材料的力学行为与传统工艺成型材料不同。考虑到短纤维增强聚合物复合材料本身力学行为的复杂性,外加3D打印成型材料内部的缺陷,现有的本构模型无法合理描述该类材料的变形行为,限制了该类材料进一步的工程应用。因此,本文选取3D打印短碳纤维增强尼龙12材料开展试验与理论研究,最终建立了一个合理描述3D打印短纤维增强聚合物复合材料变形行为的细观本构模型。首先,本文通过宏-微观试验手段深入研究该材料的变形行为,揭示其时间及应力水平依赖性,明晰该材料微观层面失效破坏机理。其次,综合考虑高分子聚合物基体非线性粘弹性、粘塑性及损伤三大非弹性变形机制及其之间的耦合作用对材料整体变形行为的影响,并考虑复合材料内部纤维取向、纤维尺寸及纤维-基体间界面等微观结构信息,以及3D打印过程中引入的缺陷的影响,最终建立考虑3D打印缺陷的短纤维增强聚合物复合材料细观本构模型,为该类材料的推广应用打下基础。本文开展的研究如下: (1)首先,本文针对不同纤维质量分数(0%、35%)的3D打印短碳纤维增强尼龙12复合材料,开展了单轴拉伸试验、蠕变-回复试验、多级拉伸-卸载-回复试验以及多工况的单轴循环变形试验,总结出材料的基本变形特性。然后,在微观层面对材料单轴拉伸的断口开展了扫描电镜观察,得到了材料最终断裂失效后的内部形貌,并分析了其失效破坏模式。最后,运用计算机断层扫描技术对未经加载试样内部的孔隙结构及纤维分布等微观结构信息进行了表征。这些系统的宏-微观试验研究为后续细观本构模型的建立提供了详细的数据基础。 (2)本文综合考虑尼龙12聚合物基体变形过程中非线性粘弹性、粘塑性及损伤机制的耦合效应,基于小变形不可逆热力学及连续损伤力学理论,建立了聚合物材料耦合损伤非线性粘弹-粘塑性本构模型框架。然后,根据从实验中观察到的变形特征,提出了符合热力学条件的具体内变量演化方程。在此基础上将现有细观本构模型扩展至非线性粘弹性领域,考虑3D打印过程中诱发的孔隙缺陷对材料整体变形行为的影响,建立了能够合理描述3D打印聚合物变形行为的细观本构模型。 (3)为了合理考虑3D打印短纤维增强聚合物复合材料的双尺度特征,本文提出了一个多级均匀化方法,综合考虑了熔丝内纤维与聚合物基体的界面性能以及相邻熔丝间的间隙。在此基础上,基于该均匀化方法及上文建立的聚合物耦合损伤非线性粘弹性-粘塑性本构模型,建立了一个考虑3D打印所致孔隙缺陷影响的短纤维增强聚合物复合材料细观本构模型。最后,在证实了该模型的可靠性后,分别预测了不同纤维长径比及不同界面性能对材料变形行为的影响。预测结果表明纤维长径比及界面刚度、强度增加下材料的力学性能(如弹性模量)显著增加。

关键词： 3D打印短纤维增强聚合物复合材料非线性粘弹-粘塑性损伤细观本构模型

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混凝土细观本构模型参数反演的估计方法

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黑龙江科技大学学报 2019年第2期29卷 225-229页

作者：王志云李守巨王颂大连海洋大学海洋与土木工程学院辽宁大连116023 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

为从细观层次研究混凝土材料的损伤断裂机理,采用响应面模型和离散元模拟方法,建立混凝土试样宏观变形数据与混凝土材料细观本构模型参数之间的非线性映射关系。基于混凝土材料实验数据,建立响应面函数模型,并运用反问题的方法确定细观... 详细信息

为从细观层次研究混凝土材料的损伤断裂机理,采用响应面模型和离散元模拟方法,建立混凝土试样宏观变形数据与混凝土材料细观本构模型参数之间的非线性映射关系。基于混凝土材料实验数据,建立响应面函数模型,并运用反问题的方法确定细观本构模型的参数。结果表明,所采用的反问题方法能够确定混凝土本构参数,通过预测参数所得的应力-应变曲线与实验数值基本吻合,说明该方法有效。基于宏观实验数据的混凝土材料细观本构模型参数反演研究,可以为离散元模拟从定性分析到精确定量计算奠定基础。

关键词：参数反演细观本构模型响应面方法宏观实验数据平行黏结模型

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考虑基体相局部失效的块体金属玻璃基复合材料的细观本构模型

考虑基体相局部失效的块体金属玻璃基复合材料的细观本构模型

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2018年全国固体力学学术会议

作者：饶威张娟康国政西南交通大学力学与工程学院

基于实验研究,本文提出了一个能够合理描述块体金属玻璃基复合材料变形和失效行为的细观本构模型。首先,分别用考虑金属玻璃失效机制的本构模型和统一粘塑性本构模型来描述金属玻璃基复合材料中基体相的变形及失效行为和增韧相的变形行... 详细信息

基于实验研究,本文提出了一个能够合理描述块体金属玻璃基复合材料变形和失效行为的细观本构模型。首先,分别用考虑金属玻璃失效机制的本构模型和统一粘塑性本构模型来描述金属玻璃基复合材料中基体相的变形及失效行为和增韧相的变形行为。随后,为了考虑基体相局部失效这一重要的金属玻璃基复合材料失效机制,本文基于传统的Mori-Tanaka匀化方法提出了一个两级均匀化方法。此外,本文还基于向后欧拉差分法推导出了两次均匀化中基体相和夹杂相模型的一致性切线模量,并给出了新的细观本构模型的数值积分算法。最后,为了验证该模型的有效性,利用该模型分别对含有外加颗粒相及内生枝晶相作为增韧相的块体金属玻璃基复合材料的单调拉伸/压缩的变形和失效行为进行了预测,并将预测结果与实验结果进行对照。对比的结果表明,该模型能够有效的预测块体金属玻璃基复合材料的变形和失效。

关键词：金属玻璃基复合材料变形局部失效细观本构模型二级M-T均匀化方法

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未冻结和冻结粗砂的本构模型研究

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Acta Mechanica Sinica 2023年第10期39卷 70-84页

作者：常丹刘建坤徐安花 School of Civil Engineering Sun Yat-sen University Guangzhou 510275 China Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory (Zhuhai) Zhuhai 519082 China Qinghai Communications Technical College Xining 810016 China

在寒区进行基础设施建设,需要了解土体在未冻结和冻结状态下的力学特性.为研究粗砂在未冻结和冻结状态下的本构行为,本文首先将颗粒破碎率引入砂土的弹性定律和硬化规律中,建立砂土的临界状态模型,对加载过程中的变形和破碎情况进行了研... 详细信息

在寒区进行基础设施建设,需要了解土体在未冻结和冻结状态下的力学特性.为研究粗砂在未冻结和冻结状态下的本构行为,本文首先将颗粒破碎率引入砂土的弹性定律和硬化规律中,建立砂土的临界状态模型,对加载过程中的变形和破碎情况进行了研究.同时,采用广义双曲线模型描述了冰夹杂相的力学行为.在基质体和夹杂体本构方程基础上,通过在细观应力和宏观应力之间引入简化的应力集中张量,建立了基于细观力学的冻结砂土模型.通过与不同温度和不同应力路径下的三轴试验结果对比,验证了本文所建立的冻结粗砂宏细观本构模型.

关键词：三轴试验临界状态模型硬化规律细观本构模型弹性定律冻结状态细观力学宏观应力

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