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负泊松比可变弧角曲边内凹蜂窝结构的力学性能 被引量:17
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作者 沈建邦 肖俊华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期2135-2141,共7页
在环形蜂窝结构的基础上,提出了一种具有负泊松比效应的可变弧角曲边内凹蜂窝结构。分析了刚架结构的弯曲内力,利用能量法给出了曲边内凹蜂窝结构的横/纵向等效弹性模量和等效泊松比的解析公式。当弧角为180°时,所提出的曲边内凹... 在环形蜂窝结构的基础上,提出了一种具有负泊松比效应的可变弧角曲边内凹蜂窝结构。分析了刚架结构的弯曲内力,利用能量法给出了曲边内凹蜂窝结构的横/纵向等效弹性模量和等效泊松比的解析公式。当弧角为180°时,所提出的曲边内凹蜂窝结构可退化为已有的环形蜂窝结构。所得解析解、已有理论解和有限元结果三者有较好的吻合度,表明了所提出方法的有效性。基于所得解析解讨论了微结构几何参数对等效弹性模量和等效泊松比的影响,研究结果表明:等效弹性模量受弧角的影响显著;等效泊松比受弧角、竖直壁板长度和两竖直壁板间宽度的影响较为明显,而受连接部分长度的影响不明显。 展开更多
关键词 负泊松比 曲边内凹蜂窝结构 可变弧角 等效弹性模量 等效泊松比
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含坑点腐蚀的壳体有限元方法 被引量:13
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作者 徐强 万正权 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第1期84-93,共10页
建立了坑点腐蚀壳板的分层模型(腐蚀层+完好层),求出了腐蚀层的等效材料常数(等效弹性模量和等效泊松比)。开展了坑点腐蚀的应力集中分析,坑点腐蚀壳板的应力集中可分为薄膜应力集中和弯曲应力集中。以超参数壳元为基础推导了坑点腐蚀... 建立了坑点腐蚀壳板的分层模型(腐蚀层+完好层),求出了腐蚀层的等效材料常数(等效弹性模量和等效泊松比)。开展了坑点腐蚀的应力集中分析,坑点腐蚀壳板的应力集中可分为薄膜应力集中和弯曲应力集中。以超参数壳元为基础推导了坑点腐蚀壳体单元,导出了坑点腐蚀壳体单元的刚度矩阵和等效结点载荷向量的有限元表达格式,单元刚度矩阵通过沿壳体厚度方向的分段积分求得,在积分时腐蚀层的材料常数取力学等效的材料常数,在计算单元等效结点载荷向量时考虑了由腐蚀引起的偏心载荷,在求解单元应力时考虑了坑点腐蚀应力集中的影响,并对应力进行了相应修正。 展开更多
关键词 坑点腐蚀 坑点腐蚀壳体单元 等效弹性模量 等效泊松比 应力集中
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复合地基等效弹性参数研究 被引量:13
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作者 张仪萍 王洋 李涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期2106-2110,共5页
考虑复合地基边界约束条件的影响,采用复合地基单元体模型,基于变形一致的原则,推导了复合地基在弹性变形阶段的等效变形模量和等效泊松比的解析解。研究表明,复合地基的等效弹性常数与复合单元体侧向约束条件有关,侧向约束越强,等效变... 考虑复合地基边界约束条件的影响,采用复合地基单元体模型,基于变形一致的原则,推导了复合地基在弹性变形阶段的等效变形模量和等效泊松比的解析解。研究表明,复合地基的等效弹性常数与复合单元体侧向约束条件有关,侧向约束越强,等效变形模量越大,泊松比越小。侧限条件和无侧限条件的等效弹性常数是复合地基各种约束情况下的2个极值,在较强的侧限约束条件下,等效泊松比随置换率的变化相对明显。研究还表明,按面积加权法计算的复合变形模量偏小,而计算的复合压缩模量偏大,等效压缩模量与加权法计算的差值随置换率不同而异,并随着桩土压缩模量比的增大而增加,其差异一般可达20%~30%。 展开更多
关键词 复合地基 等效变形模量 等效泊松比 置换率
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多组贯穿裂隙岩体变形特性研究 被引量:11
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作者 韩建新 李术才 +2 位作者 李树忱 仝兴华 李文婷 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期3319-3325,共7页
天然岩体通常含有多组平行分布的贯穿裂隙,因此,在工程设计和围岩的稳定性分析中,研究多组贯穿裂隙岩体的变形及其变形特性具有重要意义。假设岩块为各向同性线弹性体,裂隙的应力与位移之间满足线性刚度关系,利用莫尔应力圆方法,建立多... 天然岩体通常含有多组平行分布的贯穿裂隙,因此,在工程设计和围岩的稳定性分析中,研究多组贯穿裂隙岩体的变形及其变形特性具有重要意义。假设岩块为各向同性线弹性体,裂隙的应力与位移之间满足线性刚度关系,利用莫尔应力圆方法,建立多组贯穿裂隙岩体变形的计算模型。在此基础上,将裂隙岩体等效为各向异性连续体,给出裂隙岩体的等效弹性模量和等效泊松比,研究岩块和裂隙的材料和几何参数对岩体等效弹性模量和等效泊松比的影响。模型能较全面的考虑构成岩体的岩块和裂隙的材料参数与几何参数对岩体变形的影响,对预测岩体的变形和稳定性有一定的参考价值。 展开更多
关键词 岩石力学 贯穿裂隙岩体 变形特性 等效弹性模量 等效泊松比
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随机分布贯穿裂隙岩体变形特性研究 被引量:9
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作者 李术才 韩建新 +2 位作者 仝兴华 李树忱 张永伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2677-2682,共6页
洞室开挖后,其周边通常会产生许多随机分布的贯穿裂隙,直接影响洞室围岩稳定,研究随机分布贯穿裂隙岩体的变形及变形特性具有重要意义。基于线弹性理论和线性刚度理论计算岩石和裂隙的位移,用概率的方法建立了随机分布贯穿裂隙岩体变形... 洞室开挖后,其周边通常会产生许多随机分布的贯穿裂隙,直接影响洞室围岩稳定,研究随机分布贯穿裂隙岩体的变形及变形特性具有重要意义。基于线弹性理论和线性刚度理论计算岩石和裂隙的位移,用概率的方法建立了随机分布贯穿裂隙岩体变形的计算模型,给出了随机分布贯穿裂隙岩体的等效弹性模量和等效泊松比,研究了岩石和裂隙的材料参数和几何参数对岩体等效弹性模量和等效泊松比的影响。可得如下结论:等效弹性模量和等效泊松比随着岩石弹性模量的增大而增大;等效泊松比随着岩石泊松比的增大而增大;等效弹性模量和等效泊松比随着裂隙法向刚度的增大而增大;随着剪切刚度的增大,等效弹性模量逐渐增大,而等效泊松比则逐渐减少;随着裂隙平均间距的增大,等效弹性模量逐渐减小,等效泊松比在平均倾斜角较小时逐渐增大,在平均倾斜角较大时逐渐减小;随着裂隙平均倾斜角的增大,等效弹性模量先减小后增大,而等效泊松比先增大后减小。模型能较全面地考虑构成岩体的岩石和裂隙的材料参数与几何参数对岩体变形的影响,其结果对研究洞室围岩的变形和工程设计有一定的参考价值。 展开更多
关键词 随机分布 贯穿裂隙岩体 变形特性 等效弹性模量 等效泊松比
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复杂多边形蜂窝面内等效弹性参数研究 被引量:6
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作者 郭瑜超 王立凯 +1 位作者 吴存利 段世慧 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1258-1263,共6页
针对一种复杂的多边形蜂窝结构,基于欧拉梁模型,利用虚功原理推导了蜂窝夹芯在小变形条件下的变形计算式,由此得到了蜂窝夹芯面内两个正交方向等效弹性模量和泊松比的解析表达式,并利用数值仿真技术验证理论分析方法的正确性。最后通过... 针对一种复杂的多边形蜂窝结构,基于欧拉梁模型,利用虚功原理推导了蜂窝夹芯在小变形条件下的变形计算式,由此得到了蜂窝夹芯面内两个正交方向等效弹性模量和泊松比的解析表达式,并利用数值仿真技术验证理论分析方法的正确性。最后通过该解析式,详细研究了壁板之间夹角和壁板长度对蜂窝刚度的影响。结果表明:蜂窝夹芯的壁板之间的夹角不仅影响着等效弹性模量以及等效泊松比的大小,且影响着等效泊松比的正负;等效弹性模量随着壁板长度的增大而减小。 展开更多
关键词 多边形 蜂窝芯 虚功原理 等效弹性模量 等效泊松比
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手风琴式蜂窝材料等效弯曲和扭转刚度分析 被引量:3
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作者 高珂 孙秦 董文俊 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第10期1579-1584,共6页
手风琴式蜂窝材料因其零泊松比和大应变特性,日益受到航空界的关注。将手风琴蜂窝材料等效为均质正交各向异性薄板,提出了基于能量等效原理的手风琴蜂窝材料等效弯曲刚度和等效扭转刚度的理论分析方法,得到了等效刚度系数的解析表达式,... 手风琴式蜂窝材料因其零泊松比和大应变特性,日益受到航空界的关注。将手风琴蜂窝材料等效为均质正交各向异性薄板,提出了基于能量等效原理的手风琴蜂窝材料等效弯曲刚度和等效扭转刚度的理论分析方法,得到了等效刚度系数的解析表达式,并分析了其对胞元结构参数的敏感性。建立了手风琴蜂窝板的参数化模型,并运用数值仿真反演技术,得到了手风琴蜂窝材料的等效刚度系数。通过对比等效刚度系数的理论解与反演解,表明了该理论分析方法的可行性和正确性。 展开更多
关键词 手风琴蜂窝材料 能量等效原理 等效弯曲刚度 等效扭转刚度
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核电站用钢板混凝土组合结构单元的等效刚度研究
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作者 李林家 宋晓冰 《钢结构》 2018年第11期65-72,15,共9页
钢板混凝土组合结构(SCS组合结构)是核电用屏蔽厂房的壳体结构的主要形式,具有良好的力学性能和快速施工的特点。对承受平面内双向荷载作用的钢板混凝土组合结构的单元等效刚度进行研究,根据钢板和混凝土的本构关系,将钢板与混凝土组成... 钢板混凝土组合结构(SCS组合结构)是核电用屏蔽厂房的壳体结构的主要形式,具有良好的力学性能和快速施工的特点。对承受平面内双向荷载作用的钢板混凝土组合结构的单元等效刚度进行研究,根据钢板和混凝土的本构关系,将钢板与混凝土组成的复合材料等效为各向同性线弹性材料,利用SCS单元的平面内双向试验标定材料的刚度系数,建立钢板混凝土单元的等效刚度模型。该模型以单元在单轴受拉、面内纯剪和单轴受压的等效弹性参数为基准,对单元主内力空间的不同区域分别赋予不同的等效刚度,以体现加载路径和内力状态对单元刚度的影响。通过与2片钢板混凝土组合墙的试验结果进行计算对比,提出的等效刚度模型能够比较准确地计算钢板混凝土组合墙的荷载-位移响应。 展开更多
关键词 钢板混凝土组合结构 等效刚度模型 双向拉压试验 等效弹性模量 等效泊松比
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单晶硅等效机械特性的实验研究(英文) 被引量:1
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作者 张旭 李浩 +3 位作者 肖定邦 侯占强 王兴华 吴学忠 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1059-1063,共5页
单晶硅广泛应用于MEMS器件中。根据等效刚度原理,单晶硅可以简化为各向同性材料。介绍了一种采用湿法腐蚀工艺加工的倾斜硅梁,并利用频率响应特性测试了其等效杨氏模量和等效泊松比。采用(100)硅片制作了八组不同尺寸参数的倾斜硅梁。... 单晶硅广泛应用于MEMS器件中。根据等效刚度原理,单晶硅可以简化为各向同性材料。介绍了一种采用湿法腐蚀工艺加工的倾斜硅梁,并利用频率响应特性测试了其等效杨氏模量和等效泊松比。采用(100)硅片制作了八组不同尺寸参数的倾斜硅梁。梁的宽度尺寸间隔为30μm,尺寸范围为30μm~240μm,对应宽高比为1/8~1。实验结果证明了等效杨氏模量与倾斜梁尺寸无关,而等效泊松比不仅和单晶硅的特性相关,而且受倾斜梁尺寸的影响。实验得到的等效杨氏模量为170.51 GPa±2.08 GPa。对等效泊松比的测量结果在Matlab中进行了多项式拟合,7次拟合多项式已经与测试结果具有很好的一致性。 展开更多
关键词 单晶硅 等效杨氏模量 等效泊松比 倾斜硅梁 频率响应测试
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换热器管板设计中当量实心板理论的发展概述
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作者 刘雪梅 杨国政 +1 位作者 张学勇 杨星辰 《化工装备技术》 CAS 2017年第6期38-43,共6页
当量实心板理论是于20世纪40年代提出的用于换热器管板设计的理论。该理论将管板简化为具有有效弹性常数的当量实心板,然后根据圆平板理论求解管板应力。当量实心板理论经几十年的发展已经非常成熟,且被广泛用于换热器设计标准中。回顾... 当量实心板理论是于20世纪40年代提出的用于换热器管板设计的理论。该理论将管板简化为具有有效弹性常数的当量实心板,然后根据圆平板理论求解管板应力。当量实心板理论经几十年的发展已经非常成熟,且被广泛用于换热器设计标准中。回顾了当量实心板理论的发展历程,并进行了总结与展望。 展开更多
关键词 当量实心板 管板 有效弹性模量 泊松比 换热器
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多组贯穿闭合裂隙岩体变形模型研究
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作者 赵桐德 高全臣 +3 位作者 王纪伟 路景淦 张永康 霍风海 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1119-1126,共8页
根据等效岩体理论,并考虑闭合裂隙面摩擦效应,建立了含多组贯穿闭合裂隙岩体的数学模型,给出了岩体轴向应变、等效弹性模量与等效泊松比的表达式,系统地研究了岩块性质和裂隙参数对等效弹性模量与等效泊松比的影响。结果表明:岩块弹性... 根据等效岩体理论,并考虑闭合裂隙面摩擦效应,建立了含多组贯穿闭合裂隙岩体的数学模型,给出了岩体轴向应变、等效弹性模量与等效泊松比的表达式,系统地研究了岩块性质和裂隙参数对等效弹性模量与等效泊松比的影响。结果表明:岩块弹性模量对等效弹性模量与等效泊松比的影响随弹性模量增大而逐渐减弱,等效泊松比与岩块泊松比近似呈正比例关系;当裂隙角度小于50°时,裂隙几何参数对等效弹性模量影响较大,对等效泊松比影响较小,随着角度增大,影响逐渐减弱;岩体变形受裂隙组数影响较大,由于闭合裂隙面的摩擦效应及多组裂隙间的制约作用,含两组及三组裂隙时岩体变形较小,只含一组裂隙时岩体变形最大,无裂隙岩体变形几乎可以忽略。 展开更多
关键词 力学模型 闭合裂隙 变形特性 等效弹性模量 等效泊松比
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对混凝土双向应力状态下本构关系的分析
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作者 张雷顺 《郑州工学院学报》 1992年第2期1-5,共5页
本文引入等效切线模量,给出了泊松比影响因子,建立了在有限元分析中使用方便的本构关系.
关键词 混凝土 泊松比 本构关系 双向应力
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树状分叉增强复合材料弹性常数的预测方法
13
作者 陈波 汪晓锋 师明星 《新乡学院学报》 2019年第6期10-18,50,共10页
采用一种新型的分步积分法推导出了树状分叉增强相复合材料的纵向等效弹性模量和横向等效泊松比的理论解析解。根据理论解析解探讨了影响树状分叉增强相结构复合材料等效弹性常数的因素。通过有限元模拟验证了理论解。研究结果表明:理... 采用一种新型的分步积分法推导出了树状分叉增强相复合材料的纵向等效弹性模量和横向等效泊松比的理论解析解。根据理论解析解探讨了影响树状分叉增强相结构复合材料等效弹性常数的因素。通过有限元模拟验证了理论解。研究结果表明:理论预测值和数值模拟值非常接近。代表性单元体的纵向等效弹性模量和横向等效泊松比随着基本材料参数Es/Em、增强相面积分数r、主干增强相的宽度a增大而线性增大,但是代表性单元体尺寸比h/w、分叉增强相的顶角γ、分叉角度θ的变化对等效弹性常数的影响不大。在分叉根数n为2时,等效弹性模量达到最小值。这种分步积分的预测方法为该类型复合材料等效弹性常数的预测以及材料的设计提供一定的指导作用。 展开更多
关键词 树状增强相结构复合材料 等效弹性模量 等效泊松比 代表体单元 分步积分法
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