双模量泡沫材料等效弹性模量的细观力学估算方法 被引量：30

1

作者 李战莉 黄再兴 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期464-468,共5页

目前常用的泡沫材料力学模型均不能反映出该材料的拉压双模量效应。因此,本文在分析泡沫材料拉、压变形力学机制的基础上,建立了一种可以反映泡沫材料拉压双模量效应新的细观力学模型,分别推导了泡沫材料等效拉伸和等效压缩Y oung′s模... 目前常用的泡沫材料力学模型均不能反映出该材料的拉压双模量效应。因此,本文在分析泡沫材料拉、压变形力学机制的基础上,建立了一种可以反映泡沫材料拉压双模量效应新的细观力学模型,分别推导了泡沫材料等效拉伸和等效压缩Y oung′s模量的估算公式。此外,本文通过泡沫材料的单向拉伸、压缩试验,完成了泡沫材料拉压双模量效应的试验验证。估算公式的预测与试验结果的比较表明:理论估算公式的计算结果满足工程所要求的精度。 展开更多

关键词 双模量效应 等效young’S模量 泡沫材料 细观力学

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含坑点腐蚀的壳体有限元方法 被引量：13

2

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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蜂窝板夹芯面内弹性模量的理论分析 被引量：3

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作者 常志德 赵才其 《江苏建筑》 2006年第5期29-31,共3页

蜂窝芯材的弹性模量的确定是夹层结构设计的基础,文章通过3D有限元方法与以往以Euler梁理论为基础的金属蜂窝夹芯板的等效弹性模量的计算理论进行比较分析,结果表明在t/l相对较小的情况下,用W-K公式较为合适。并结合算例证实了夹芯等效... 蜂窝芯材的弹性模量的确定是夹层结构设计的基础,文章通过3D有限元方法与以往以Euler梁理论为基础的金属蜂窝夹芯板的等效弹性模量的计算理论进行比较分析,结果表明在t/l相对较小的情况下,用W-K公式较为合适。并结合算例证实了夹芯等效弹模对整板面外刚度的贡献是较小的。 展开更多

关键词 金属蜂窝夹芯板 等效弹性模量 有限元 面外刚度

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图形化薄膜等效弹性模量的声表面波表征研究

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作者 陈龙 肖夏 +1 位作者 张立 戚海洋 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第4期381-393,共13页

基于分层材料等效弹性性质理论,建立了单大马士革和双大马士革结构的细观力学等效模型.通过引入图形化结构等效弹性常数,建立了声表面波在图形化薄膜/衬底分层结构中的传播模型,利用Green函数和矩阵法计算得到了表面波理论色散曲线.采... 基于分层材料等效弹性性质理论,建立了单大马士革和双大马士革结构的细观力学等效模型.通过引入图形化结构等效弹性常数,建立了声表面波在图形化薄膜/衬底分层结构中的传播模型,利用Green函数和矩阵法计算得到了表面波理论色散曲线.采用有限元法计算了24种不同体积比的大马士革结构数值算例,并与能量法计算结果进行了对比验证.结果表明,厚度为300 nm的双大马士革薄膜和厚度为100 nm的单大马士革薄膜等效弹性模量平均相对误差分别为2.06%和2.27%.验证了等效图形化结构模型的正确性以及声表面波方法表征图形化薄膜机械特性的可行性,研究结果可为开发适用于图形化薄膜、低压力的化学机械抛光工艺提供参考. 展开更多

关键词 声表面波 大马士革结构 图形化薄膜 等效弹性模量 数值模拟

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基于Gyroid三周期极小曲面的多孔骨支架梯度结构设计与力学性能分析

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作者 林昕 杨博 +1 位作者 朱锟鹏 张睿通 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第2期109-117,共9页

针对人体骨骼与骨支架之间存在的应力屏蔽问题,基于Network型Gyroid多孔结构,提出一种孔隙率随径向和轴向发生梯度变化的多孔骨支架设计方法,并通过有限元仿真对不同孔隙率梯度下的多孔骨支架力学性能和渗透性进行分析。结果表明,当径... 针对人体骨骼与骨支架之间存在的应力屏蔽问题,基于Network型Gyroid多孔结构,提出一种孔隙率随径向和轴向发生梯度变化的多孔骨支架设计方法,并通过有限元仿真对不同孔隙率梯度下的多孔骨支架力学性能和渗透性进行分析。结果表明,当径向梯度变化量为40%时,随着平均孔隙率从50%增加到75%,径向孔隙率梯度相比于均质对多孔骨支架等效杨氏模量的提升幅度约从5.53%提高至17.26%,但对多孔骨支架压缩屈服强度的影响呈下降趋势,提升幅度约从3.57%降至0.69%;当平均孔隙率为75%时,轴向梯度变化量为40%的梯度骨支架比均质骨支架的等效杨氏模量和压缩屈服强度分别下降约61.25%和80.97%;径向梯度骨支架的渗透性优于均质骨支架和轴向梯度骨支架;采用Ti6Al4V材料制造的Network型Gyroid孔隙率梯度多孔骨支架的杨氏模量与密质骨的杨氏模量较为匹配,能有效减小骨支架与人体骨骼之间应力屏蔽的影响。 展开更多

关键词 多孔骨支架 三周期极小曲面 孔隙率梯度 等效杨氏模量 压缩屈服强度 渗透性 仿真分析

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基于离散单元法的钢丝绞缆三维建模及力学行为分析

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作者 杜微 刘彦杰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1290-1297,共8页

针对复杂的螺旋钢丝绞缆结构力学响应问题,建立了考虑局部接触变形的1×7结构三维绞缆离散元模型。首先,通过球体间黏结模型和连续体离散化方法将单根连续的钢丝离散为多个互相接触的球体;然后,通过螺旋线方程和旋转矩阵,构建了钢... 针对复杂的螺旋钢丝绞缆结构力学响应问题,建立了考虑局部接触变形的1×7结构三维绞缆离散元模型。首先,通过球体间黏结模型和连续体离散化方法将单根连续的钢丝离散为多个互相接触的球体;然后,通过螺旋线方程和旋转矩阵,构建了钢丝绞缆1×7结构的三维离散元数值模型,并与经典实验结果进行了对比验证;最后,通过构建的1×7结构的钢丝绞缆离散元模型分析了不同螺旋角对钢丝绞缆力学行为的影响。结果表明,螺旋角的增大会增加钢丝绞缆的等效杨氏模量和外层钢丝的轴向变形,降低外层钢丝和中心钢丝间的接触力。 展开更多

关键词 离散元法 螺旋结构 钢丝绞缆 改进黏结键模型 螺旋角 局部应变 等效杨氏模量

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PCB板动态分析等效建模方法 被引量：2

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作者 杨强 杜平安 +2 位作者 周元 游冬 王勇 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期475-480,共6页

提出一种基于等效杨氏模量的等效建模方法,该方法以保持等效前后PCB板固有频率相等为原则,将实际PCB板等效为均质、等厚的光板。利用单位杨氏模量模型,推导出第i阶等效模型的杨氏模量,基于最小二乘法求得多阶频率下等效杨氏模量表达式... 提出一种基于等效杨氏模量的等效建模方法,该方法以保持等效前后PCB板固有频率相等为原则,将实际PCB板等效为均质、等厚的光板。利用单位杨氏模量模型,推导出第i阶等效模型的杨氏模量,基于最小二乘法求得多阶频率下等效杨氏模量表达式。分析了元器件和PCB板接触面积、元器件高度对等效杨氏模量的影响。实例应用表明,等效方法可使建模过程大大简化,网格数量大幅度减少。 展开更多

关键词 等效建模 等效杨氏模量 多阶频率 PCB板

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节理岩体变形特性的参数研究及等效弹模的数值确定 被引量：1

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作者 曹庆林 周慧 《冶金矿山设计与建设》 1996年第2期3-7,共5页

分析了现场节理岩体变形性质的影响因素，具体研究了节理岩体等效弹模计算方程中的裂纹密度Φ和裂纹状态系数ｑ。给出了如何利用已有的节理分布的量测数据及节理面和岩石力学性质的测试结果确定节理化岩体等效弹模的方法，最后用一实例... 分析了现场节理岩体变形性质的影响因素，具体研究了节理岩体等效弹模计算方程中的裂纹密度Φ和裂纹状态系数ｑ。给出了如何利用已有的节理分布的量测数据及节理面和岩石力学性质的测试结果确定节理化岩体等效弹模的方法，最后用一实例对所给方法进行了验证。 展开更多

关键词 节理岩体 等效弹模 裂纹密度 变形特征 数值确定

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望远镜主镜柔性侧支撑机构设计研究 被引量：2

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作者 邵亮 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2013年第6期15-19,共5页

侧支撑是大型望远镜主镜支撑的关键技术之一,侧支撑机构具有结构复杂、精密性高、运动量微小、无污染等特点,其性能优劣直接影响望远镜的成像质量甚至主镜自身安全。相比于传统机械式铰链机构,柔性结构具有体积小、无摩擦、无间隙以及... 侧支撑是大型望远镜主镜支撑的关键技术之一,侧支撑机构具有结构复杂、精密性高、运动量微小、无污染等特点,其性能优劣直接影响望远镜的成像质量甚至主镜自身安全。相比于传统机械式铰链机构,柔性结构具有体积小、无摩擦、无间隙以及无需润滑等优点,更加适用于大型望远镜主镜侧支撑机构。本文通过对柔性结构柔度矩阵的分析,利用等效弹性模量方法降低柔性结构设计及分析难度;针对一种基于运动学平衡原理的柔性侧支撑方式,通过等效弹性模量方法优化柔性结构尺寸,以满足大型望远镜主镜对于侧支撑机构的面形精度、定位精度、热匹配能力、固有频率的技术要求。 展开更多

关键词 望远镜主镜 柔性侧支撑 等效弹性模量 运动学平衡

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测量生物组织等效杨氏模量的毫米压痕仪 被引量：1

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作者 杨红穗 高琦 +1 位作者 刘逍逸 周红生 《声学技术》 CSCD 北大核心 2016年第4期336-340,共5页

生物组织的弹性是诊断其是否发生病变的重要依据,杨氏模量是反映组织弹性的重要参数。以Labview为软件平台结合数据采集和运动控制等硬件设备,研制了一套测量弹性模量的毫米压痕弹性仪。以市购冷鲜牛肉、猪肉、猪肝和猪肾为试样,测量了... 生物组织的弹性是诊断其是否发生病变的重要依据,杨氏模量是反映组织弹性的重要参数。以Labview为软件平台结合数据采集和运动控制等硬件设备,研制了一套测量弹性模量的毫米压痕弹性仪。以市购冷鲜牛肉、猪肉、猪肝和猪肾为试样,测量了球形压头向试样施加的负载力和对应的试样压痕深度,在对测量数据进行校准的基础上,利用基于赫兹接触力学模型的压头半径R、作用力F、压痕深度δ与试样等效杨氏模量E＊间的解析关系,得到各试样的等效杨氏模量。实验结果表明,测得的组织试样等效杨氏模量数值与文献基本相符,所设计的毫米级压痕法测试装置可用于生物组织等效杨氏模量的检测。 展开更多

关键词 生物组织 等效杨氏模量 压痕法 毫米压痕弹性仪

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孔隙特征对碳化硅复合包壳等效杨氏模量的影响

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作者 李懿 张爱民 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期43-47,共5页

碳化硅复合材料具有良好的热稳定性、机械稳定性和化学稳定性,因此成为一种重要的核电站耐事故燃料候选包壳材料。现有工艺制备碳化硅复合材料会产生一定量的孔隙,这些孔隙对碳化硅复合包壳的力学性能产生不利影响。为探究孔隙特征对碳... 碳化硅复合材料具有良好的热稳定性、机械稳定性和化学稳定性,因此成为一种重要的核电站耐事故燃料候选包壳材料。现有工艺制备碳化硅复合材料会产生一定量的孔隙,这些孔隙对碳化硅复合包壳的力学性能产生不利影响。为探究孔隙特征对碳化硅复合包壳等效杨氏模量的影响,使用有限元分析软件COMSOL中APP开发模块,采用Java编写孔隙的随机生成算法,通过设定碳化硅复合材料的孔隙率、孔隙分布和孔隙尺寸等参数,生成不同孔隙特征的碳化硅复合包壳模型,定量地计算相应碳化硅复合包壳的等效杨氏模量并研究不同孔隙特征对等效杨氏模量的影响。研究结果显示:使用COMSOL计算软件可以较为准确地计算碳化硅复合包壳的等效杨氏模量,当孔隙分布和尺寸不变时,随着孔隙率的增加,等效杨氏模量基本呈线性降低。当孔隙率不变时,孔隙分布与孔隙尺寸对等效杨氏模量的影响不大。 展开更多

关键词 碳化硅复合包壳 孔隙 孔隙特征 COMSOL 等效杨氏模量

原文传递

基于橡胶等效动态模量的惯导减振装置设计方法 被引量：12

12

作者 杨盛林 芈小龙 +3 位作者 王晓丹 李德春 刘伟 刘旭 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期695-700,共6页

针对惯导系统小型化以及大动态、强冲击等恶劣力学环境的使用需求,开展了与惯导系统适配的橡胶减振装置的设计,并提出一种实用的基于橡胶等效动态模量的设计方法。通过理论推导加试验拟合的方法构建了橡胶材料硬度参数和动态弹性模量的... 针对惯导系统小型化以及大动态、强冲击等恶劣力学环境的使用需求,开展了与惯导系统适配的橡胶减振装置的设计,并提出一种实用的基于橡胶等效动态模量的设计方法。通过理论推导加试验拟合的方法构建了橡胶材料硬度参数和动态弹性模量的等价关系式,建立了适合于工程仿真分析的橡胶减振装置数学模型,在此基础上提出橡胶减振装置设计方法。该方法改变了传统橡胶减振装置试制-试验-改进的设计流程,直接通过三维结构模型模拟出对应力学环境下系统的真实响应数值解。通过与试验结果对比,仿真值与试验值符合精度大于80%,验证了该模型及设计方法具有精度高、可操作性强、求解效率高等优点,对惯导橡胶减振装置的设计具有指导意义。 展开更多

关键词 T型橡胶减振器 邵氏硬度 等效动态模量 预应力模态

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基于等效静态载荷法的非线性动态拓扑优化 被引量：4

13

作者 李永欣 贺星星 +1 位作者 李凯伦 杨权威 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期377-383,共7页

等效静态载荷法是目前解决动态拓扑优化问题的一种有效方法,但是由于未考虑塑性变形中应力应变关系的时效性,会导致等效载荷偏大和载荷方向偏差,因此无法有效处理材料的非线性问题。据此,提出一种基于模量比率因子的等效静态载荷计算方... 等效静态载荷法是目前解决动态拓扑优化问题的一种有效方法,但是由于未考虑塑性变形中应力应变关系的时效性,会导致等效载荷偏大和载荷方向偏差,因此无法有效处理材料的非线性问题。据此,提出一种基于模量比率因子的等效静态载荷计算方法。首先,根据结构应力、应变和杨氏模量之间的函数关系,计算各时刻的计算杨氏模量;然后,得到各时刻的模量比率因子,根据位移等效原则计算修正等效静态载荷,进而进行多工况静态拓扑优化,并更新设计变量再次进行动力学分析,重复直至收敛。数值算例表明,修正后的等效静态载荷法能够解决弹塑性材料的非线性问题,在提高等效精度的同时拓展了在非线性材料方面的应用边界。工程算例表明,在相同约束下,采用基于模量比率因子的等效静态载荷法在轻量化的同时能得到更小的塑性应变。 展开更多

关键词 等效静态载荷法 动态拓扑优化 模量比率因子 材料非线性 计算杨氏模量

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水下圆柱壳振动与声辐射低频等效计算方法 被引量：1

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作者 唐锐 商德江 李琪 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1377-1385,共9页

为了提高水下大长径比圆柱壳低频振动响应和辐射声功率的计算效率,该文提出了一种用水下梁模型等效计算的方法。该等效模型基于欧拉梁理论,采用附加水质量近似流固耦合作用,通过计算梁的等效杨氏模量系数,使其与圆柱壳的梁式弯曲振动模... 为了提高水下大长径比圆柱壳低频振动响应和辐射声功率的计算效率,该文提出了一种用水下梁模型等效计算的方法。该等效模型基于欧拉梁理论,采用附加水质量近似流固耦合作用,通过计算梁的等效杨氏模量系数,使其与圆柱壳的梁式弯曲振动模态对应。计算表明,对大长径比简支圆柱薄壳(L/a>20),等效梁杨氏模量系数主要取决于结构长径比,而厚度对其的影响甚小。文中还给出了不同长径比圆柱壳前五阶模态频率的等效杨氏模量系数曲线,利用梁模型并结合此曲线,可准确预报水下圆柱壳低频域辐射声功率和圆柱壳的梁式弯曲振动模态。 展开更多

关键词 圆柱壳 振动 声辐射 欧拉梁 等效杨氏模量系数

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蜂窝材料的非线性剪切行为 被引量：2

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作者 蓝林华 富明慧 陈雁云 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期379-384,共6页

将梁的弹性大挠度弯曲理论应用于蜂窝壁板,研究了大变形条件下蜂窝材料的非线性剪切变形行为.研究中将椭圆积分形式的解答应用于蜂窝胞元的壁板,并利用平衡和变形谐调条件建立了相应的非线性代数方程组,然后利用牛顿-拉夫森迭代法求解.... 将梁的弹性大挠度弯曲理论应用于蜂窝壁板,研究了大变形条件下蜂窝材料的非线性剪切变形行为.研究中将椭圆积分形式的解答应用于蜂窝胞元的壁板,并利用平衡和变形谐调条件建立了相应的非线性代数方程组,然后利用牛顿-拉夫森迭代法求解.在上述数值解法的基础上,确定了等效剪应力和剪应变间的非线性曲线,并给出了剪切模量的非线性修正因子,该因子只与蜂窝形状和变形情况有关,而与细长比无关,因而能描述一类蜂窝材料的剪切行为.与有限元数值结果的比较表明,此方法具有较好的精度. 展开更多

关键词 蜂窝材料 大变形 非线性本构关系 等效弹性参数

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