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基于应变梯度理论的切削加工SiCp/Al表面创成机理分析
2024年
为了深入研究颗粒增强铝基复合材料的切削过程,对45%体积分数的SiCp/Al复合材料通过多相建模的方法建立了基于应变梯度的本构模型,并对软件ABAQUS进行了二次开发,用程序语言将所建本构模型以及描述断裂的B-W断裂准则编入用户子程序VUMAT,并导入ABAQUS进行仿真分析。结合切削实验和仿真分析结果,研究了在相同切削速度及不同切削深度下SiCp/Al复合材料加工表面温度、材料内部应力应变和位错的变化情况。研究结果表明,相较于传统Johnson-Cook模型,修正后的本构模型所得到的结果与实验结果更加吻合;切削深度增大会引发高温梯度;材料内部应力会在颗粒附近形成应力集中;在加工表面应变较大的区域出现大量位错,导致加工颗粒增强金属基复合材料的难度上升。
范依航楚星雨郝兆朋
关键词:颗粒增强金属基复合材料应变梯度切削温度位错
一种基于应变梯度理论的切削铝基碳化硅复合材料仿真方法
本发明开发了一种基于应变梯度理论的切削铝基碳化硅复合材料仿真方法,属于材料仿真分析方法技术领域,用于解决在ABAQUS中Johnson‑Cook本构模型在切削铝基碳化硅复合材料仿真分析中所得结果与实验结果误差较大的问题。...
范依航楚星雨郝兆朋孔令昊
基于应变梯度理论的砂土中扩孔闭合解
2023年
扩孔理论作为一种简单适用的理论工具,目前已经被广泛用于隧道、土工原位测试、桩基和锚定板承载力设计等岩土工程问题的研究中。现有扩孔理论无法考虑土体小半径扩孔的尺寸效应问题,以砂土中的圆柱孔和球孔扩张为研究对象,基于应变梯度塑性理论,引入能够考虑土体尺寸效应的力学参数——土体特征长度l并给出解释,同时考虑土体大变形特性,推导出能够考虑土体微观结构尺寸效应的扩孔问题闭合解。通过将土体归一化特征长度l/a_(0)(a_(0)为初始圆孔半径)退化为0(即不考虑尺寸效应),将该解退化为经典不考虑尺寸效应的扩孔解答,验证了本文理论解答的正确性。同时开展参数分析,详细探讨了土体归一化特征长度l/a_(0)、摩擦系数μ、剪胀系数β、形状系数k对压力扩张关系、孔周应力分布、孔周应变梯度、极限扩孔应力的影响规律。最后将提出的理论解答应用到微型圆锥贯入试验(micro cone penetration test,简称MCPT)等实际问题中,提出了MCPT贯入阻力的计算公式,通过跟既有试验结果对比,验证了本文理论的适用性。
周航吴晗曾少华
关键词:应变梯度理论小孔扩张尺寸效应
基于应变梯度理论和逆有限元法的Timoshenko梁形状传感建模
2023年
大型结构的几何非线性变形严重威胁着结构体系的安全.因此,对在役结构变形进行实时监测具有重要意义.然而,目前基于线弹性理论提出的逆有限元法(iFEM)并不适用于非线性变形,为此,提出了一种非线性逆有限元法来建立结构形状感知模型.首先给出了应变梯度Timoshenko梁模型的运动学和动力学变量,并建立了其几何非线性变形控制方程.然后,推导出了转角函数的解析解,并建立了非线性形状感知模型.其中,采用等几何分析(IGA)方法构造插值形状函数.由于位移函数以旋转形式表示,所以可以有效地避免“剪切锁定”问题.随后,利用离散表面应变测量值推导出了实际转角函数,并建立了转角自由度在直角坐标系与曲线坐标系之间转换关系.最后,以一悬臂梁为例,将重构位移与理论位移进行了比较.数值结果表明,不论是集中荷载还是分布荷载,所提的非线性逆有限元法均具有良好的重构性能,重构误差都小于2.5%.
赵飞飞郭彦浩保宏王伟张峰
关键词:TIMOSHENKO梁应变梯度理论转角自由度直角坐标系曲线坐标系
非局部应变梯度理论下分数阶粘弹性纳米梁的自由振动
2023年
文章基于非局部应变梯度理论,建立了一种具有尺度效应的高阶剪切变形纳米梁的力学模型。其中,考虑了应变场和一阶应变梯度场下的非局部效应以及分数阶微积分的概念。采用哈密顿原理推导了粘弹性纳米梁的控制方程和边界条件,并给出了简支边界条件下纳米梁的非线性自由振动。数值结果表明,非局部效应、应变梯度参数和分数阶阶数对梁的振动产生影响。
赵彦飞欧志英
关键词:粘弹性材料分数阶微积分
基于非局部应变梯度理论下分数阶粘弹性纳米梁、杆的振动
随着纳米科技的快速发展,各种新型纳米料以其独特的性能日益受到人们的重视。还有分数阶微积分的数学建模和工程应用已经被广泛应用。本文利用分数阶微积分的概念和非局部应变梯度理论,建立了分数阶粘弹性纳米梁、杆模型,求解了纳米梁、...
赵彦飞
关键词:分数阶微积分纳米杆伽辽金法
基于应变梯度理论的微尺度蜂窝等效模量计算方法被引量:2
2022年
本文提出了一种新的能够计及尺度效应的微纳米蜂窝等效模量的计算方法。将一种单参数应变梯度理论引入到本构方程当中,并基于能量等效原理推导了蜂窝面内等效模量地计算公式。算例分析表明,本文方法能够有效地计及尺度效应对蜂窝等效模量的影响。尺度效应与胞壁厚度和长度的值都有关,当胞壁厚度较小时,尺度效应显著,本文方法预测的模量会明显高于传统方法;而当胞壁厚度较大时,尺度效应变得微弱乃至可以忽略不计。但如果胞壁的长度/厚度比很大,则面内等效模量会趋近于0,此时是否考虑尺度效应意义不大。
贺丹刘圣乔冯佳月
关键词:微尺度蜂窝应变梯度理论等效模量
基于简化的应变梯度理论下Kirchhoff板模型边值问题的提法及其应用被引量:6
2022年
考虑应变梯度和速度梯度的影响,建立薄板控制微分方程及给出其边值问题的提法,修正了前人给出的薄板角点条件.采用Levy法,给出受分布力作用下简支板的挠度及自由振动频率的解析解.通过与文献中分子动力学数据对比,验证了该文模型的有效性并提出校核材料参数的一种方法.研究结果表明,增大弹性地基和应变梯度参数可以有效提高板的等效刚度,而速度梯度参数则相反.该文提出的板的边值问题为研究薄板在复杂支撑边界及外荷载等条件提供了理论依据.同时,有望为其有限元法、有限差分法和基于能量原理的Galerkin法等数值方法提供理论依据.
徐晓建邓子辰
关键词:振动应变梯度理论变分原理
Stability analysis of quasicrystal torsion micromirror actuator based.on the strain gradient theory
2022年
Electrostatic torsional micromirrors are widely applied in the fields·of micro-optical switches,optical attenuators,optical scanners,and optical displays.In previous lectures,most of the micromirrors were twisted along the urtiaxial or biaxial direction,which limited the range of light reflection.In this·paper,a quasicrystal torsional micromirror that can be deflected in any direction is designed and the dynamic model of the electrostatically driven micromirror is established.The static and dynamic phenomena and pull-in characteristics are analyzed through the numerical solution of the strain gradient theory.The results of three kinds of mirror deflection directions are compared and analyzed.The results show the significant differences in the torsion models with different deflection axis directions.When the deflection angle along the oblique axis reaches 45°,the instability voltage is the smallest.The pull-in instability voltage increases with the increment ofphonon-phason coupling elastic modulus and phason elastic modulus.The perrriittivity of quasicrystal,the strain gradient parameter,and the air damping influence the torsion of the micromirror dynaniic system.A larger pull-in instability voltage generates with the decrease of surface distributed forces.
Yunzhi HuangMiaolin FengXiuhua Chen
关键词:QUASICRYSTALSINSTABILITY
基于应变梯度理论下磁电弹板的弯曲问题
本文基于应变梯度理论研究了磁电弹单层板、压电-压磁双层板的弯曲问题。采用基于多项式特解的无网格方法对控制方程和边界条件进行求解,详细介绍了基于多项式特解的无网格方法求解常系数线性偏微分方程组的求解过程和步骤,详细讨论了影...
韩亚廷
关键词:应变梯度理论

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沈火明
作品数:159被引量:513H指数:11
供职机构:西南交通大学
研究主题:扭动微动 有限元 高速列车 微动磨损 数值模拟
李雷
作品数:87被引量:162H指数:8
供职机构:河南理工大学
研究主题:数值模拟 应变梯度 应变梯度理论 偶应力理论 偶应力
魏悦广
作品数:95被引量:169H指数:7
供职机构:中国科学院力学研究所
研究主题:力学性能 弹塑性 复合材料 应变梯度理论 弹性模量
张波
作品数:60被引量:72H指数:5
供职机构:西南交通大学
研究主题:微板 功能梯度 应变梯度理论 有限元 微分求积
王炳雷
作品数:37被引量:36H指数:4
供职机构:山东大学
研究主题:应变梯度 尺寸效应 尺寸 应变梯度理论 纳米