层合复合材料z-pinning增强技术的力学进展 被引量：27

1

作者 孙先念 郑长良 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1194-1202,共9页

z-pinning技术是自20世纪90年代中期发展起来的一种增强层合复合材料层间韧性的新技术。此项技术通过在层合板内嵌入体分比小于5%的z-pin,能使层合板的Ⅰ型层间断裂韧性提高十几倍,减少50%由低能量冲击所产生的层间分层,并且只造成层合... z-pinning技术是自20世纪90年代中期发展起来的一种增强层合复合材料层间韧性的新技术。此项技术通过在层合板内嵌入体分比小于5%的z-pin,能使层合板的Ⅰ型层间断裂韧性提高十几倍,减少50%由低能量冲击所产生的层间分层,并且只造成层合板面内拉压强度的少量退化或不退化。同时,z-pinning技术较之其他层间增强技术,如编织、纺织和缝合技术等,又具有易于加工,且便于控制工艺质量等优点。因此,这一技术在近年来逐渐受到重视,并在一些航空、航天复合材料结构中得到了应用。简要介绍了z-pinning技术的工艺特点,重点综述这一领域细观力学模型与实验测试等力学分析工作的最新进展,并对准确评估z-pin力学行为的研究工作进行了展望。 展开更多

关键词 层合复合材料 z—pinning 分层 层间增强 分层韧性

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具有内衬的缠绕容器缠绕层等张力设计的迭代搜索 被引量：20

2

作者 任明法 郑长良 陈浩然 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期153-158,共6页

基于本文作者已提出的模拟具有金属内衬缠绕容器缠绕过程的有限元策略或者其它一些简化的解析公式 ,发展了一种确定具有内衬缠绕容器实现等张力状态的预拉张力过程的迭代方法。以典型钢带或碳纤维缠绕的圆筒压力容器为例进行了数值分析... 基于本文作者已提出的模拟具有金属内衬缠绕容器缠绕过程的有限元策略或者其它一些简化的解析公式 ,发展了一种确定具有内衬缠绕容器实现等张力状态的预拉张力过程的迭代方法。以典型钢带或碳纤维缠绕的圆筒压力容器为例进行了数值分析。结果表明 展开更多

关键词 等张力设计 缠绕容器 缠绕过程 有限元

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平面裂纹应力强度因子的半解析有限元法 被引量：13

3

作者 王承强 郑长良 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期33-37,共5页

利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个圆形奇异解析单元列式,该单元能准确地描述平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的平... 利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个圆形奇异解析单元列式,该单元能准确地描述平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的平面裂纹应力强度因子及扩展问题。对典型算例的计算结果表明本文方法简单有效,具有令人满意的精度。 展开更多

关键词 平面裂纹 应力强度因子 哈密顿体系 网格 半解析有限元法

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非局部弹性直杆振动特征及Eringen常数的一个上限 被引量：14

4

作者 郑长良 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期796-798,共3页

应用非局部连续介质理论推导了弹性直杆的振动方程,并采用分离变量法进行求解,得到了振动方程的本征方程、模态函数及通解。结果表明:非局部连续介质弹性直杆的自振频率因非局部效应而降低,降低的幅度不仅与材料内禀长度相关,还与振动... 应用非局部连续介质理论推导了弹性直杆的振动方程,并采用分离变量法进行求解,得到了振动方程的本征方程、模态函数及通解。结果表明:非局部连续介质弹性直杆的自振频率因非局部效应而降低,降低的幅度不仅与材料内禀长度相关,还与振动频率的阶次相关;而且频率大小存在极限值,显示了与晶格点阵相同特性.通过与Brillouin格波结果比较,给出了Eringen非局部理论中材料常数的一个上限. 展开更多

关键词 非局部理论 弹性直杆 自振频率 材料常数 上限

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混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹断裂准则研究方法概述 被引量：6

5

作者 董伟 吴智敏 郑长良 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2006年第6期9-14,共6页

I—II复合型断裂是混凝土断裂中最常见的一种形式．断裂力学基本上有两种分析裂缝稳定性的方法:应力强度因子法和能量法,在混凝土断裂性能的描述上两者应该是等效的．本文介绍了不同种断裂准则的基本假定、判别标准、适用范围,并与实际... I—II复合型断裂是混凝土断裂中最常见的一种形式．断裂力学基本上有两种分析裂缝稳定性的方法:应力强度因子法和能量法,在混凝土断裂性能的描述上两者应该是等效的．本文介绍了不同种断裂准则的基本假定、判别标准、适用范围,并与实际试验结果相比较,指出各种断裂准则的优缺点． 展开更多

关键词 混凝土 复合型断裂 断裂准则

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Reissner板弯曲与平面偶应力模拟 被引量：8

6

作者 钟万勰 姚伟岸 郑长良 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期519-521,共3页

在平面弹性与 Kirchhoff板弯曲相似性理论基础上 ,通过对 Reissner板弯曲和平面偶应力理论的基本控制方程与边界条件的对比 ,系统全面地阐明了两者之间的模拟关系 .

关键词 Reissner板弯曲 平面偶应力理论 相似性理论 平面弹性 边界条件 模拟关系

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具有内衬缠绕式压力容器缠绕过程的有限元模拟 被引量：11

7

作者 郑长良 任明法 陈浩然 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期913-918,共6页

根据具有内衬缠绕式压力容器缠绕过程和有限元分析的特点,提出虚—实结合逐层实化的有限元分析策略,模拟其缠绕工艺过程,将单元划分为虚实两类,实单元采用真实的材料常数,虚单元采用很小的刚度,使其不影响计算结果;在考虑缠绕新一层缠... 根据具有内衬缠绕式压力容器缠绕过程和有限元分析的特点,提出虚—实结合逐层实化的有限元分析策略,模拟其缠绕工艺过程,将单元划分为虚实两类,实单元采用真实的材料常数,虚单元采用很小的刚度,使其不影响计算结果;在考虑缠绕新一层缠绕带时,将该层绕带的单元刚度取为真实刚度,即将其“实化”;缠绕过程中缠绕带的缠绕张力采用温度参数法控制,使其达到预定值。该方法简便、灵活,适用于复杂形状的容器分析。对圆筒容器的数值分析结果表明,文中的方法与已有的简化解析方法相比具有可靠的精度。 展开更多

关键词 有限元分析 缠绕容器 缠绕过程

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裂纹扩展过程中线性内聚力模型计算的半解析有限元法 被引量：7

8

作者 王承强 郑长良 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期146-151,共6页

提出了求解基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题的半解析有限元法,利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个环形和一个圆形奇异超级解析单元列式,组装这两个超级单元能准确地描述裂... 提出了求解基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题的半解析有限元法,利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个环形和一个圆形奇异超级解析单元列式,组装这两个超级单元能准确地描述裂纹表面作用有双线性内聚力的平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题。典型算例的计算结果表明本文方法简单有效,具有令人满意的精度。 展开更多

关键词 哈密顿体系 裂纹扩展 内聚力 DUGDALE模型 虚拟裂缝模型 半解析有限元法

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复合材料和结构机械连接件破坏历程的数值模拟与试验验证 被引量：7

9

作者 关长文 陈浩然 +2 位作者 郑长良 成万植 汪海 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期143-147,共5页

采用数值模拟与试验相结合的方法研究工程设计中有关复合材料结构机械连接件的钉载分布、破坏规律及其承载能力问题。对典型问题进行了试验验证。

关键词 数字仿真 承载力 试验 复合材料 机械连接件

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应用离散偶应力单元分析弹性Cosserat介质 被引量：8

10

作者 郑长良 任明法 +1 位作者 张志峰 宋和平 《计算物理》 CSCD 北大核心 2004年第3期377-382,共6页

　讨论了平面弹性偶应力问题的有限元方法,提出了离散偶应力单元的理论和构造方法,其特点是独立假设单元的位移和微观转角,偶应力理论中微观转角和宏观转角相等的假设在单元中以离散形式强加.该类单元列式简单,易于编程,且有满意的精度... 　讨论了平面弹性偶应力问题的有限元方法,提出了离散偶应力单元的理论和构造方法,其特点是独立假设单元的位移和微观转角,偶应力理论中微观转角和宏观转角相等的假设在单元中以离散形式强加.该类单元列式简单,易于编程,且有满意的精度.并构造了一个三角形九自由度离散偶应力单元DCT9(discreteCoss erattriangular).数值结果表明该单元能够较好地描述Cosserat介质的力学性质. 展开更多

关键词 弹性Cosserat介质 偶应力单元 有限元法 位移列式 固体力学

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电磁波导的辛分析与对偶棱边元 被引量：7

11

作者 陈杰夫 郑长良 钟万勰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期2340-2346,共7页

将电磁波导的控制方程导向了Hamilton体系、辛几何的形式.以电磁场的横向分量组成对偶向量并采用分离变量法,可以得到Hamilton算子矩阵的辛本征值问题.共轭辛正交归一关系、辛本征解展开定理等均可在此应用.对于复杂横截面和填充非均匀... 将电磁波导的控制方程导向了Hamilton体系、辛几何的形式.以电磁场的横向分量组成对偶向量并采用分离变量法,可以得到Hamilton算子矩阵的辛本征值问题.共轭辛正交归一关系、辛本征解展开定理等均可在此应用.对于复杂横截面和填充非均匀材料的电磁波导,提出对偶棱边元,对截面半解析离散后即可进行数值求解.对偶棱边元克服了结点基有限元求解电磁场问题的困难,与常规棱边元相比在某些方面具有一定的优势. 展开更多

关键词 电磁波导 HAMILTON体系 对偶变量 棱边元

原文传递

基于改进遗传算法的水轮发电机振动荷载参数识别 被引量：6

12

作者 李守巨 刘迎曦 +3 位作者 任明法 郭杏林 郑长良 李生 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期163-169,共7页

根据水轮发电机现场振动测试实验数据,采用改进的遗传算法研究了水轮发电机运行过程中振动荷载反演问题。与传统的参数反演方法相比,遗传算法并不是基于对目标函数梯度方向搜索,而是在解的整个区域随机搜索.将遗传算法与模拟退火算法相... 根据水轮发电机现场振动测试实验数据,采用改进的遗传算法研究了水轮发电机运行过程中振动荷载反演问题。与传统的参数反演方法相比,遗传算法并不是基于对目标函数梯度方向搜索,而是在解的整个区域随机搜索.将遗传算法与模拟退火算法相结合,提高了种群在进化过程中个体多样性,可以有效地防止简单遗传算法早熟问题。同时,将遗传算法与梯度优化方法相结合,使得混合型遗传算法有效地解决了梯度算法局部极小问题和简单遗传算法的收敛速度慢问题。工程实际应用表明,采用本文所建立改进遗传算法所反演的水轮发电机振动荷载参数,预报其它振动观测点的位移具有较高的预报精度。 展开更多

关键词 一般力学 机械振动 遗传算法 反问题 混合优化

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电磁对偶元伪解的消除 被引量：7

13

作者 孙雁 郑长良 +1 位作者 陈杰夫 钟万勰 《动力学与控制学报》 2004年第1期8-12,共5页

将频域电磁场的基本方程导向对偶方程形式,并给出了推导电磁场有限元所需相应的对偶变量变分原理后,变分原理被积函数可导向对于对偶变量为对称的形式.对偶变量有限元推导可避免所谓的C1连续性问题.采用对偶变量离散分析了共振腔本征值... 将频域电磁场的基本方程导向对偶方程形式,并给出了推导电磁场有限元所需相应的对偶变量变分原理后,变分原理被积函数可导向对于对偶变量为对称的形式.对偶变量有限元推导可避免所谓的C1连续性问题.采用对偶变量离散分析了共振腔本征值问题,离散后再消去一类变量就可导出普通的广义本征值问题而求解.但因散度为零的方程是由变分来满足的.而变分函数选择并未刻意排除散度非零的场,故会出现很多本征值为零的伪解.本文采用奇异值分解将全部伪解预先加以排除. 展开更多

关键词 电磁波 对偶变量 有限元 共振腔 本征值 奇异值分解

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碳纤维增强镁合金层合板拉伸性能和层间断裂韧性 被引量：7

14

作者 朱公志 郑长良 +1 位作者 邓洋波 任明法 《科学技术与工程》 2011年第7期1527-1531,共5页

玻璃纤维增强铝金属层合板,已广泛应用于航空、航天等领域。现采用密度更小的镁合金板取代铝合金板,并用抗拉强度更高、弹性模量更大的碳纤维来代替玻璃纤维,会得到一种新型的复合材料——碳纤维增强镁合金层合板。通过对不同纤维/树脂... 玻璃纤维增强铝金属层合板,已广泛应用于航空、航天等领域。现采用密度更小的镁合金板取代铝合金板,并用抗拉强度更高、弹性模量更大的碳纤维来代替玻璃纤维,会得到一种新型的复合材料——碳纤维增强镁合金层合板。通过对不同纤维/树脂复合材料体积比的碳纤维增强镁合金层合板进行拉伸以及单悬臂梁试验,分别得到其强度、刚度及界面断裂韧性等机械性能。并与工程实际中广泛使用的玻璃纤维增强铝合金层合板进行比较。结果表明,碳纤维增强镁合金层合板具有比玻璃纤维增强铝合金层合板更高的比强度、比刚度以及界面断裂韧性。碳纤维增强镁合金层合板是一种非常有前途的新型复合材料。 展开更多

关键词 碳纤维 镁合金 层合板 拉伸性能 断裂韧性

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广义自洽有限元迭代平均化方法 被引量：3

15

作者 陈浩然 苏晓风 郑长良 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第6期790-795,共6页

将平均化方法与广义自洽有限元迭代法相结合，发展了广义自洽有限元迭代平均化方法，用于研究金属基复合材料的弹塑性行为。获得了具有平均意义的应力集中张量和弹塑性增量柔度张量，并将其应用于单向拉伸问题。给出了三轴应力状态下的... 将平均化方法与广义自洽有限元迭代法相结合，发展了广义自洽有限元迭代平均化方法，用于研究金属基复合材料的弹塑性行为。获得了具有平均意义的应力集中张量和弹塑性增量柔度张量，并将其应用于单向拉伸问题。给出了三轴应力状态下的基体平均增量拉伸模量，最后计算了短纤维（ＳｉＣｗ）增强铝复合材料拉伸性能，并与实验结果相比较，从而证明了本方法的有效性。 展开更多

关键词 金属复合材料 平均化 弹塑性 自洽有限元迭代

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考虑损伤界面的多相复合材料总体平均力学性能的预测 被引量：3

16

作者 陈浩然 苏晓风 郑长良 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1995年第1期39-46,共8页

在广义自洽有限元迭代法￣［１］的基础上研究了损伤界面对多相复合材料的总体平均横向力学性能的影响。给出了对于不同体分比和损伤界面性质的典型复合材料的数值结果。数值分析表明损伤界面的厚度及其损伤程度对复合材料总体平均横向... 在广义自洽有限元迭代法￣［１］的基础上研究了损伤界面对多相复合材料的总体平均横向力学性能的影响。给出了对于不同体分比和损伤界面性质的典型复合材料的数值结果。数值分析表明损伤界面的厚度及其损伤程度对复合材料总体平均横向平面应变体积模量和剪切模量有显著影响。本文还计算了损伤界面区域的局部应力场。 展开更多

关键词 复合材料 损伤界面 力学性质

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基于平面弹性-板弯曲模拟关系的薄板有限元列式——从膜单元到薄板单元 被引量：3

17

作者 郑长良 黄若煜 +1 位作者 姚伟岸 钟万勰 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期253-258,共6页

本文全面讨论了基于平面弹性 -板弯曲模拟关系的薄板有限单元的理论和方法。由于直接对弯矩函数进行插值 ,c1连续性的要求得以自然避免。薄板单元可以直接在 c0 连续的层面上加以构造 ,无需借用 Reissner- Mindlin的中厚板理论 ,由之引... 本文全面讨论了基于平面弹性 -板弯曲模拟关系的薄板有限单元的理论和方法。由于直接对弯矩函数进行插值 ,c1连续性的要求得以自然避免。薄板单元可以直接在 c0 连续的层面上加以构造 ,无需借用 Reissner- Mindlin的中厚板理论 ,由之引发的闭锁问题也得以避免。本文系统地阐明了平面弹性膜单元与薄板弯曲单元的对应关系 ,及由平面弹性膜单元向薄板弯曲单元转换的一整套方法 ,为薄板单元的构造提供了一条新的有效的途径。文中给出了对应于平面弹性膜单元CST、LST、Q4、Q8的薄板单元 ,我们称之为 MPS板单元。MPS板元以挠度和转角为自由度 ,便于实际应用 ,和其它板单元相比具有非常高的精度。 展开更多

关键词 板弯曲 膜-板模拟 收敛性 有限元 平面弹性问题

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工程机械中的机构-结构一体化优化设计 被引量：5

18

作者 郑长良 姚征 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期81-85,共5页

工程机械中的运动机构同时往往也是承载机构,其结构优化问题须同时考虑机构运动和结构受力,较传统的结构优化问题需要考虑的因素更多,约束条件更为复杂。本文以广泛应用于工程机械中的四连杆式俯仰机构为对象,研究了工程机械中机构-结... 工程机械中的运动机构同时往往也是承载机构,其结构优化问题须同时考虑机构运动和结构受力,较传统的结构优化问题需要考虑的因素更多,约束条件更为复杂。本文以广泛应用于工程机械中的四连杆式俯仰机构为对象,研究了工程机械中机构-结构一体化优化问题,探讨了此类优化问题的目标函数、设计变量和约束条件,并对实际工程机械进行了分析和优化,达到了理想的效果。 展开更多

关键词 四连杆 优化 结构分析 受力分析 运动分析

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基于膜板比拟理论的一个新的四边形薄板单元 被引量：5

19

作者 黄若煜 郑长良 +1 位作者 钟万勰 姚伟岸 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期239-248,共10页

平面弹性与板弯曲的相似理论为构造薄板单元提供了一条有效的新途径·　由于避开了 c1连续性的困难 ,使得薄板单元的构造变得简单·　更为深入地讨论了该相似性理论的应用 ,并构造了一个新的四节点十六自由度薄板单元·　... 平面弹性与板弯曲的相似理论为构造薄板单元提供了一条有效的新途径·　由于避开了 c1连续性的困难 ,使得薄板单元的构造变得简单·　更为深入地讨论了该相似性理论的应用 ,并构造了一个新的四节点十六自由度薄板单元·　数值结果表明 ,该单元能通过分片试验 ,具有良好的收敛性和精度· 展开更多

关键词 板 弯曲 膜板比拟 收敛性 有限元 四边形薄板单元 平面弹性

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碳纤维增强镁合金层合板及其基本力学性能 被引量：4

20

作者 郑长良 朱公志 +1 位作者 刘文博 王荣国 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期148-150,共3页

对碳纤维增强镁合金金属层合板FML(Fiber Metal Laminates)进行了初步的探索和研究。在几种不同层数和体分比下,制备了碳环氧/镁合金层合板这种轻型结构材料,通过对这种新材料的初步力学性能的试验测试,给出了碳纤维增强镁合金金属层合... 对碳纤维增强镁合金金属层合板FML(Fiber Metal Laminates)进行了初步的探索和研究。在几种不同层数和体分比下,制备了碳环氧/镁合金层合板这种轻型结构材料,通过对这种新材料的初步力学性能的试验测试,给出了碳纤维增强镁合金金属层合板的应力-应变曲线,以及强度极限、弹性模量与纤维/环氧复合材料百分含量的关系。 展开更多

关键词 碳纤维 层合板 镁合金 拉伸

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