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泡沫铝率相关本构模型及其在三明治夹芯板冲击吸能特性的应用研究 被引量:16
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作者 寇玉亮 陈常青 卢天健 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期217-227,共11页
高孔隙率泡沫铝芯体三明治板具有轻质、高比刚度和减振吸能等优良的力学特性和物理特性,被广泛地应用于碰撞吸能部件上.近年来,高孔隙率泡沫铝在动态压缩下是否具有应变率敏感性成为广大学者的研究焦点.论文建立了横观各向同性率相关本... 高孔隙率泡沫铝芯体三明治板具有轻质、高比刚度和减振吸能等优良的力学特性和物理特性,被广泛地应用于碰撞吸能部件上.近年来,高孔隙率泡沫铝在动态压缩下是否具有应变率敏感性成为广大学者的研究焦点.论文建立了横观各向同性率相关本构模型来描述高孔隙率泡沫铝的应变率效应,给出了有限元的计算步骤,基于ABAQUS/Explicit平台开发了子程序VUMAT,并在单个单元模型中验证了计算结果的稳定性和可靠性.将其作为三明治板芯体的材料属性,研究了不同率敏感系数对整个结构冲击吸能能力的影响.结果表明,随着率敏感系数的增加,芯体吸收的能量也随之增加,而底面面板的变形会越小,再一次验证了该子程序可以用来描述泡沫铝的应变率效应.采用该率相关模型及其子程序VUMAT,可以对泡沫铝夹芯三明治板的冲击力学特性进行很好的有限元模拟,对工程实际应用具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 泡沫铝 率相关本构 子程序 三明治板 吸能
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基于Weibull统计理论的混凝土率型损伤本构模型研究 被引量:7
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作者 梁辉 邹荣华 +2 位作者 彭刚 田为 陈学强 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第2期111-114,共4页
为研究混凝土在股役期间的材料特性,进行了不同应变速率下(10^(-5),10^(-4),10^(-3)和10^(-2)/s)的混凝土单轴受压试验,分析了混凝土材料基本力学特性,试验结果表明:随着应变速率的提高,峰值应力和初始弹性模量呈现增大的趋势,峰值应力... 为研究混凝土在股役期间的材料特性,进行了不同应变速率下(10^(-5),10^(-4),10^(-3)和10^(-2)/s)的混凝土单轴受压试验,分析了混凝土材料基本力学特性,试验结果表明:随着应变速率的提高,峰值应力和初始弹性模量呈现增大的趋势,峰值应力的变化规律并不明显。基于Weibull和Lognormal统计分布理论,以及Lemaitre应变等效原理,引入应变速率因素,构建出混凝土材料分段式率型单轴受压损伤本构模型。依据试验数据,确定了所建立的率型损伤本构模型参数;给出了不同速率下混凝土单轴受压应力-应变和损伤变化规律曲线。结果表明:建立的混凝土率型本构模型能够反映不同应变速率下混凝土单轴受压损伤全过程。 展开更多
关键词 Weibull统计分布理论 率型损伤本构模型 应力-应变全曲线 损伤变化规律
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不同初始孔隙水压力下混凝土动态力学特性 被引量:6
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作者 谢京辉 彭刚 +2 位作者 陈灯红 操佩 柳琪 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期99-106,共8页
为研究不同初始孔隙水压力下混凝土动态力学特性,利用10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪进行不同初始孔隙水压与不同加载速率下的混凝土常三轴试验。结果表明:不同围压下,混凝土内部孔隙水压的变化规律可分为迅速变化、缓慢变化和趋... 为研究不同初始孔隙水压力下混凝土动态力学特性,利用10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪进行不同初始孔隙水压与不同加载速率下的混凝土常三轴试验。结果表明:不同围压下,混凝土内部孔隙水压的变化规律可分为迅速变化、缓慢变化和趋于稳定3个阶段。不同应变速率下,混凝土峰值应力随初始孔隙水压的增大逐渐增大,高应变速率提高了初始孔隙水压力对混凝土峰值应力的影响;初始孔隙水压力在较大程度上提高了混凝土峰值应力的率敏感性。不同初始孔隙水压力下,混凝土峰值应力随应变速率的提高逐渐增加。依据试验数据,基于Weibull统计理论模型构建了混凝土水环境下的经验率型本构方程,对不同初始孔隙水压下混凝土常三轴动态压缩应力-应变曲线进行描述,拟合效果良好。这证明所建模型可用来描述不同工况下混凝土应力-应变全曲线及损伤变化规律。 展开更多
关键词 混凝土 动态性能 孔隙水压力 率型本构模型
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碳纤维复合材料冲击模型率相关修正方法与试验研究 被引量:1
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作者 宁坤奇 张卓 +1 位作者 张锴 郑百林 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期299-316,共18页
目前先进航空发动机的风扇叶片均采用复合材料结构,为了研究其在工作过程中可能受到的冲击损伤,即碳纤维增强树脂基复合材料受到高速冲击后的损伤与破坏过程,对其准静态下的正交各向异性本构模型和失效准则进行修正,建立了应变率相关的... 目前先进航空发动机的风扇叶片均采用复合材料结构,为了研究其在工作过程中可能受到的冲击损伤,即碳纤维增强树脂基复合材料受到高速冲击后的损伤与破坏过程,对其准静态下的正交各向异性本构模型和失效准则进行修正,建立了应变率相关的三维动态本构及损伤模型.该模型考虑了材料模量、强度和断裂韧性与应变率的相关性,并采用基于断裂韧性的渐进损伤模式对刚度进行折减来控制破坏过程.开展了不同应变率下的动态试验,得到基体方向拉伸与剪切的动态响应数据,拟合得到相应的动态修正因子.将该模型结合修正因子植入数值软件进行仿真计算,分析结果表明,所建立的率相关本构及损伤模型能够更准确地模拟层合板受冲击过程的损伤和破坏,与试验吻合较好. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 率相关本构 动态力学试验 冲击动力学仿真
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层合板冲击损伤的PD率效应本构模型分析 被引量:1
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作者 孙朝阳 黄再兴 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期840-845,共6页
从近场动力学(简称PD)理论的PMB材料模型出发,结合Kelvin-Voigt粘弹性固体模型,建立PD率效应本构模型。采用LAMMPS软件模拟了环氧树脂板、纤维增强复合材料单向层板和多向铺层层合板受冲击的情况。通过分析各板的冲击损伤,探索纤维对板... 从近场动力学(简称PD)理论的PMB材料模型出发,结合Kelvin-Voigt粘弹性固体模型,建立PD率效应本构模型。采用LAMMPS软件模拟了环氧树脂板、纤维增强复合材料单向层板和多向铺层层合板受冲击的情况。通过分析各板的冲击损伤,探索纤维对板的增强作用。同时,分析了不同冲击速度下层合板上下表面的损伤程度,初步探讨了从低速碰撞到高速冲击过程中复合材料层合板的破坏机理及规律。 展开更多
关键词 近场动力学 PD率效应本构模型 复合材料层合板 冲击速度 损伤
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建筑钢筋动态试验及本构模型 被引量:73
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作者 李敏 李宏男 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期70-75,共6页
利用MTS New 810电液伺服材料试验机,对不同强度的建筑钢筋在地震作用应变率范围(2.5×10-4/s~0.1/s)内的动态特性进行了试验研究。采用单调拉伸、常幅值循环和变幅值循环三种加载方式,加载过程由应变控制并保持应变率恒定。试验... 利用MTS New 810电液伺服材料试验机,对不同强度的建筑钢筋在地震作用应变率范围(2.5×10-4/s~0.1/s)内的动态特性进行了试验研究。采用单调拉伸、常幅值循环和变幅值循环三种加载方式,加载过程由应变控制并保持应变率恒定。试验结果表明,钢筋的力学和变形性能在不同加载方式下均有应变率敏感性,应变率敏感性的大小与准静态屈服强度密切相关,相同应变率下循环加载的骨架曲线与单调加载的拉伸曲线基本重合。对试验数据进行回归分析,得到了钢筋的力学性能特征值和变形性能特征值随应变率变化的规律,进而结合Hoehler模型提出了一种钢筋动态循环本构模型,与试验结果对比表明该模型能很好地描述钢筋的动态行为,建议的钢筋动态本构模型可以应用在钢筋混凝土结构抗震分析中。 展开更多
关键词 钢筋 地震作用 应变率 动态循环本构模型
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香蕉纤维加固钢筋混凝土板爆炸作用下动力响应数值模拟研究 被引量:1
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作者 王晓磊 孙炳鑫 +1 位作者 刘历波 史红伟 《混凝土》 CAS 北大核心 2022年第9期44-48,55,共6页
运用ABAQUS非线性有限元软件,首先验证了考虑高应变率相关的JH2本构可用来模拟爆炸荷载作用下混凝土的动力响应,然后建立RC板及香蕉纤维防护材料的三维有限元模型,使用COMWEP算法对比分析普通钢筋混凝土板和外贴香蕉纤维的RC板在爆炸冲... 运用ABAQUS非线性有限元软件,首先验证了考虑高应变率相关的JH2本构可用来模拟爆炸荷载作用下混凝土的动力响应,然后建立RC板及香蕉纤维防护材料的三维有限元模型,使用COMWEP算法对比分析普通钢筋混凝土板和外贴香蕉纤维的RC板在爆炸冲击荷载作用下的动力响应特性,探究香蕉纤维在爆炸荷载作用下对于钢筋混凝土板的防护机理,分析香蕉纤维复合材料层数、香蕉纤维外贴形式对RC板的动态响应的影响,模拟结果表明,香蕉纤维可增强钢筋混凝土结构的整体性。香蕉纤维的加固使混凝土由冲切破坏变为弯曲变形。降低了爆炸冲击波对混凝土损伤。不同贴片形式的香蕉纤维对RC板的影响具有差异性,中间十字型的加固效果最好、条形分布防护效果次之、中间镂空的防护效果最差。研究结果可以为复合材料加固RC结构提供参考依据。 展开更多
关键词 率相关本构 香蕉纤维 抗爆加固 数值模拟
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