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《天津大学》 2004年
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基于实验的杂交反演方法及其在复合材料性能研究中的应用

林雪慧  
【摘要】:随着材料科学的迅速发展,新型材料与结构的功能越来越多,其性能也越 来越复杂,确定这些复杂的性能往往是单一的实验或数值计算难于解决的问题。 实验与数值计算相结合的杂交法的特点在于它使这两种方法优势互补、取长补 短,但目前杂交法的功能还有相当的局限性,它在技术上仍然属于一种直接混 合的方法。因此,开展新的杂交技术的研究,使其能够适用于对非线性的、多 参量的问题的求解及复杂的工程材料性能的研究具有重要的科学意义和工程应 用前景。本文以新型杂交方法的研究及新型的杂交技术在复合材料非线性力学 性能研究中的应用作为两个主要研究内容。 本文提出了一种新的基于实验的半闭环的杂交反演分析方法,该方法引入 了一些新的反问题求解技术。与以往直接混合的杂交方法不同,该方法将实验 测试技术与数值计算与反问题求解与力学模型有机的结合起来,以适当的力学 模型为基础,以丰富的实验数据和实验结果为约束条件和参照目标,能够实现 复杂问题中的多变量的参数识别与提取,能够实现非线性问题的杂交求解。文 中分别将基于梯度的优化方法、人工神经网络方法和遗传算法这三种典型的反 分析技术引入到具体的杂交反演过程中,并就这三种方法的技术特点、适用问 题等内容进行了分析讨论。 本文首次将这种基于实验的杂交反演方法用于真实的多相复合材料非规则 界面力学性能参数的研究。在精细实验给出的材料微结构实验结果的基础上, 结合考虑界面损伤和破坏的理论模型和微结构的界面破坏的有限元数值模拟, 定量地反演出实际金属基复合材料在损伤和破坏过程中的相关的力学性能参 数,解决了真实材料界面力学性能直接测定的困难。此外,本文还将这种基于 实验的杂交反演方法用于复合材料基元相非线性力学性能的反演识别。以双金 属复合板为研究对象,设计实验方案,基于实验测得的双金属板整体的连续的 非线性力学响应,结合弹塑性本构模型及有限元数值计算,反演出组成复合板 的两种金属材料各自的弹塑性力学性能,成功地将这一方法应用于真实材料弹 塑性性能的反演识别。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB33

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【引证文献】
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1 陈玲;解锦婷;钟蜀津;;金属型铸造界面传热系数的研究及验证[A];2008中国铸造活动周论文集[C];2008年
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【参考文献】
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【共引文献】
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1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
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【同被引文献】
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1 高思云;基于热传导反问题的材料热物性预测方法研究[D];重庆大学;2005年
【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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4 曾铮;天然橡胶/棉浆短纤维复合材料的研究[D];上海交通大学;2009年
5 张艳萍;碳纤维环氧树脂复合材料的失效行为与机理研究[D];北京化工大学;2007年
6 董前年;纳米氮化硅与丁腈橡胶复合材料的制备及应用研究[D];安徽大学;2007年
7 张明强;空心玻璃微珠/聚四氟乙烯复合材料的制备及性能研究[D];武汉理工大学;2008年
8 解妙霞;用于医学超声的1-3型压电复合材料性能的有限元研究[D];陕西师范大学;2006年
9 贾春燕;碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D];中南大学;2008年
10 武雪宁;蛇纹石/水镁石纤维/不饱和聚酯复合材料的研究[D];长安大学;2008年
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