收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复合材料粘弹性性能预测的多尺度算法与数值模拟

常崇义  
【摘要】: 粘弹性是材料的重要性质。随着复合材料在工程中的广泛应用,尤其是复合材料在极端情况下(高温、高压、高速),蠕变现象和松弛现象使得结构无法正常工作,这使复合材料的粘弹性性能的研究受到越来越多的重视。复合材料的宏观粘弹性性能取决于材料的微观结构和组分材料性质,通过调整微观结构和组分材料性质,可以改变材料的宏观粘弹性性能。因此,根据实际需要有目的地设计材料的微观结构,以使材料具有特定宏观粘弹性性能。这对指导复合材料的生产实践具有重要意义。因此,需要研究微观结构与宏观结构之间的关系,研究复合材料粘弹性性能预测的理论和方法。该方面的研究对于复合材料的微观设计和节省实验费用都具有重要意义。 本文利用多尺度均匀化理论研究层状复合材料、单向纤维增强复合材料的粘弹性本构关系及其与夹杂体积份数的变化规律,具体开展了下列有理论和应用价值的研究工作。 1、在阅读大量相关文献的基础上,介绍了复合材料性能和应用技术研究的重要意义和工程背景,综述了复合材料力学的研究进展,其中重点介绍了各种复合材料细观力学的发展情况。(详见第一章) 2、在简要介绍细观多尺度均匀化方法的基本理论的基础上,通过复合材料粘弹性问题的控制方程的Laplace变换,并利用对应原理,在像空间中导出了利用均匀化理论预测宏观松弛模量的Laplace变换泛函形式。(详见第二章) 3、建立了基于多尺度均匀化理论的层状复合材料粘弹性性能预测的基本方法及其与体分比的变化规律。首先对层状复合材料粘弹性问题的控制方程进行Laplace变换,在像空间中利用均匀化理论建立宏观松弛模量的Laplace变化与各层形式的依赖关系解析表达式,通过Laplace逆变换可获得等效松弛模量预测的解析表达式,并给出了体积变形为弹性、剪切变形符合三元件模型的单向节理岩石的粘弹性松弛模量预测的数值算例。在此基础上,用类似粘弹性三元件固体模型的形式去拟合离散的数值结果,得到了松弛模量更简单的解析表达式。(详见第三章) 4、建立了基于多尺度均匀化理论的单向纤维增强复合材料粘弹性性能预测的基本方法及其与夹杂体积份数的变化规律。首先对单向纤维增强复合材料粘弹性问题的控制方程进行Laplace变换,在像空间s中利用均匀化理论建立宏观松弛模量的Laplace变换泛函形式,根据粘弹性-弹性对应原理,用均匀化问题的有限元方法预报单向纤维增强复合材料在相空间中多个离散点的本构关系,然后根据典型粘弹性材料的松弛模量具有的函数形式进行曲线拟合,再通过对拟合出的函数进行Laplace逆变换,从而再回到时间t域,就得到了单向纤维增强复合材料的松弛模量。该方法利用合理的曲线拟合函数避开了复杂的数值Laplace逆变换,使得单向纤维增强复合材料的粘弹性性能的确定变得容易。给出的单向纤维复合材料的粘弹性松弛模量预测的数值算例验证了该方法的有效性。(详见第四章) 本文的研究工作得到国家自然科学基金(10072016)资助项目、教育部骨干教师资助计划、西安交通大学结构强度与振动国家重点实验室开放研究基金资助。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 尹媛媛;林江莉;尹光福;;剪切波成像中剪切波速度变化规律[J];四川大学学报(工程科学版);2011年S1期
2 陈建康;宋慧;;混凝土材料损伤耦合的非线性粘弹性本构关系[J];应用力学学报;2011年04期
3 陶俊林;李奎;;水泥砂浆的一个热粘弹性率型损伤本构模型[J];爆炸与冲击;2011年03期
4 Kh·S·梅克赫默;M·H·哈劳恩;M·A·艾可特;;磁场、多孔性和各向异性动脉壁有多处狭窄段时对血液流动的影响[J];应用数学和力学;2011年08期
5 栗雪娟;欧阳洁;李强;麦宏晏;;高聚物离散松弛时间谱计算的CMPSO方法[J];应用基础与工程科学学报;2011年04期
6 郭婷婷;徐锡伟;;有限元法在构造应力场与地震预测研究中的应用与发展[J];地震研究;2011年02期
7 徐明;;利用实验数据获取橡胶材料松弛时间谱的方法[J];科技创业月刊;2011年10期
8 林琳娜;;浅谈钢琴中的“律”及“调试”[J];科技信息;2011年20期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张西正;匡震邦;蔡绍皙;王远亮;徐世荣;黄岂平;;应变作用下Wistar大鼠成骨细胞增殖和粘弹性的实验研究[A];21世纪医学工程学术研讨会论文摘要汇编[C];2001年
2 许政;王庆;付志一;;Maxwell模型粘弹性体本构关系的递推及应用[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
3 王清文;欧荣贤;;生物质材料的塑性加工研究进展[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
4 郭平;郭荣;;羧甲基壳聚糖对Tween 80/Brij 30/H_2O蠕虫状胶束体系粘弹性的影响[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
5 郭海庆;吴相豪;吴中如;顾冲时;;应用两场耦合的粘弹性有限元拟定碾压混凝土坝的变形监控指标[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
6 李相辉;;粘弹性阻尼夹层梁动态响应研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
7 王宝善;施行党;张程远;;线性和非线性粘弹性对循环加载下砂岩的影响[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
8 倪永军;朱晞;孙欣;;附加约束阻尼减振装置控制下承钢板梁横向振动技术研究[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
9 张双寅;;粘弹体中裂纹演化的细观力学分析[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
10 罗澜;张路;方洪波;王宜阳;赵濉;俞稼镛;;油水界面扩张粘弹性研究Ⅴ 碱对原油活性组分界面膜的影响[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐赵东;(铅)粘弹性阻尼结构的试验与研究[D];西安建筑科技大学;2001年
2 王珺;含湿热的耦合粘弹性本构、断裂及应用[D];西南交通大学;2002年
3 魏翠玲;粘弹性层状地基的动态反分析[D];大连理工大学;2000年
4 赵宏亮;具局部粘弹性的弹性系统的稳定性[D];浙江大学;2002年
5 周建中;基于模糊—神经元的抗震结构智能混合控制[D];西安建筑科技大学;2003年
6 陈静波;粘弹性聚合物熔体注射成型模型化理论与数值模拟研究[D];郑州大学;2003年
7 张海联;固体火箭发动机药柱的粘弹性不确定结构分析[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
8 李卓;粘弹性分数阶导数模型及其在固体发动机上的应用[D];清华大学;2000年
9 张强;含随机参数结构的动态响应研究[D];中国农业大学;2001年
10 袁纳新;中密度纤维板粘弹性研究[D];华南农业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 常崇义;复合材料粘弹性性能预测的多尺度算法与数值模拟[D];大连理工大学;2003年
2 贾宏禹;材料的粘弹性对摩擦片振动与制动噪声的影响研究[D];武汉理工大学;2003年
3 马海龙;基于粘弹性阻尼器的海洋平台振动控制[D];中国海洋大学;2003年
4 孔凡顺;聚合物溶液的粘弹性对残余油的微观作用机理[D];大庆石油学院;2005年
5 马辉;大型带式输送机动态仿真模型研究与系统开发[D];辽宁工程技术大学;2007年
6 曹秋玲;PTT/毛精纺面料的研制与性能研究[D];东华大学;2006年
7 戴鲲;粘弹性表面活性剂压裂液研究与应用[D];吉林大学;2008年
8 王伟强;苏丹胶凝原油结构破坏特性研究[D];中国石油大学;2008年
9 程红梅;损伤预应力钢筋混凝土介质中波的传播[D];湖南大学;2004年
10 刘志宏;粘弹性多层复合结构吸声特性研究[D];西北工业大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 马平东;塑料凹印油墨的性能及调整[N];中国包装报;2006年
2 ;为什么有些挂面不耐煮,没有嚼劲儿,而有些又太硬?[N];中国质量报;2003年
3 记者 胡增民;众优麦“皇后”风华尽露[N];粮油市场报;2005年
4 徐在宽 费志良 潘建林;无公害养鳖[N];江苏科技报;2003年
5 赵凤莉;给百年油田一个新支点[N];中国化工报;2007年
6 周祥兴;包装用热封塑料薄膜特性分析[N];中国包装报;2002年
7 本报记者 孟朝红;表面活性剂发展呈现新趋势[N];中国化工报;2002年
8 隆旺夫;魔芋种植有前景[N];湖北科技报;2005年
9 湖南省人民医院关节外科李晓声主任医师 谢欣;谈谈老年骨性关节炎[N];大众卫生报;2005年
10 万惠恩;豆腐渣的加工技巧[N];湖北科技报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978