黄立新
,
姚祺
,
张晓磊
,
阳明
玻璃钢/复合材料
基于分层法,本文采用有限元模型进行功能梯度材料平面结构的力学分析.将功能梯度材料平面结构划分成若干层,每层的材料参数按函数形式变化.在此分层模型基础上得到同一层的材料参数为常数,然后各层按照常规的有限元方法进行网格划分,建立有限元模型进行功能梯度材料平面结构的力学分析.数值算例表明,功能梯度材料平面结构应力和位移的有限元计算结果与解析解吻合得很好.通过设计组分材料Y-TZP弹性模量的三种工况,讨论了弹性模量梯度系数对有限元计算结果的影响.数值结果显示,弹性模量梯度系数变大对应力和位移的有限元计算结果有影响,对应力的影响较大而对位移的影响较小.
关键词:
功能梯度材料
,
有限元法
,
分层法
,
梯度系数
黄立新
,
李双蓓
,
周小军
,
刘勇
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2007.04.002
本文采用Timoshenko和Goodier处理固端边界条件的两种方法,探讨均布荷载作用下正交各向异性悬臂梁固端边界条件对位移的影响.根据Lekhniskii各向异性弹性理论应力解答,推导在第二种固端边界条件下的位移分量的解析解,并在文献已有部分结果的基础上求出第一种固端边界条件下的x方向位移解析解,然后得出两种固端边界条件下的位移差别.数值算例中将得出的位移解析解与有限元数值解进行比较,两者吻合良好,然后讨论材料各向异性程度、跨高比和材料弹性主轴方向对位移差别的影响.
关键词:
悬臂梁
,
正交各向异性
,
位移
,
解析解
黄立新
,
杨真真
,
张晓磊
,
阳明
玻璃钢/复合材料
以大型商用有限元软件ABAQUS为计算平台,基于等参梯度单元法的思想,建立功能梯度材料结构的有限元分析模型,进行有限元计算分析.数值算例表明,等参梯度有限单元法的应力和位移计算结果均与解析解吻合得很好.根据设计组分材料Y-TZP弹性模量的三种工况,讨论了弹性模量梯度系数对有限元计算结果的影响.通过有限元网格加密的数值算例,发现等参梯度有限单元法具有精度高和收敛快的特点.
关键词:
功能梯度材料
,
等参梯度单元
,
梯度系数
,
有限元分析
孙秀山
,
黄立新
,
刘应华
,
岑章志
,
方东平
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.03.030
给出了二维正交各向异性结构弹塑性问题的边界元分析方法,包括相应边界积分方程、内点应力公式、边界元求解格式以及弹塑性应力计算方法.在弹塑性分析中,引入了Hill-Tsai屈服准则,采用初应力法和切向预测径向返回法确定实际应力状态.通过具体算例分析了二维正交各向异性结构的弹塑性应力和塑性区分布情况,部分数值结果与已有结果进行了比较,两者基本吻合.结果表明,本文中给出的边界元法可以有效地用于求解二维正交各向异性结构的弹塑性问题.
关键词:
二维正交各向异性结构
,
弹塑性问题
,
边界元法
李双蓓
,
周小军
,
黄立新
,
郭相武
复合材料学报
以大型商用有限元软件ABAQUS为计算平台,提出了正交各向异性复合材料结构材料参数的识别方法.将材料参数识别的问题转化为极小化目标函数的问题,其中目标函数定义为测量位移与有限元计算的相应位移之差的平方和.采用Levenberg-Marquardt方法极小化目标函数,其中灵敏度的计算基于复合材料的有限元离散结构的求解方程对识别的材料参数求导.数值算例表明本文中提出的方法是有效的.在识别参数过程中,参数的初值以及搜索范围的确定对于识别结果有着重要影响.因此必须充分利用材料参数的先验信息.ABAQUS是高效可靠的商用有限元软件,提出的参数识别方法基于这类商用软件,因而该方法有很强的实用性.
关键词:
正交各向异性复合材料
,
有限元法
,
参数识别
,
灵敏度分析
黄立新
,
岳世燕
,
胡中明
,
杨真真
玻璃钢/复合材料
针对功能梯度经典梁,研究损伤识别的模态应变能变化率方法的抗噪音性能.基于有限元商用软件ABAQUS计算平台,计算功能梯度经典梁自由振动模态参数,并加入一定水平的噪音.用这些含噪音的模态参数仿真实际测量值.模态参数测量噪音模型采用高斯分布模型,并比较了计算噪音水平的三种计算方法.通过数值算例,分析测量噪音对功能梯度经典梁损伤识别的影响.从损伤识别结果可以发现,在1％、2％和5％的噪音水平情况下,均能很好地识别出梁的损伤单元.这表明功能梯度经典梁损伤识别的模态应变能变化率方法具有良好的抗噪音性能.
关键词:
功能梯度经典梁
,
模态应变能变化率
,
损伤识别
,
抗噪音性能
岳世燕
,
杨真真
,
谢峰
,
黄立新
玻璃钢/复合材料
随着功能梯度梁的跨高比从小(厚梁)变到大(薄梁),梁的变形受到剪切变形的影响就会从大变到小.为了准确分析功能梯度梁的变形,跨高比小的厚梁采用Timoshenko梁模型,而跨高比大的薄梁采用Euler-Bernoulli梁模型.采用这两种梁模型进行功能梯度梁自由振动的有限元计算,分析单元刚度矩阵、质量矩阵和模态阵型等存在的差异.通过数值算例,研究了这两种梁模型的差异对模态应变能法的损伤识别指标的影响.对于厚梁,Timoshenko梁模型的损伤指标优于Euler-Bernoulli梁模型;对于很薄的梁(例如,l/h=25时的薄梁),Euler-Bernoulli梁模型的损伤指标优于Timoshenko梁模型.
关键词:
功能梯度材料
,
Euler-Bernoulli梁模型
,
Timoshenko梁模型
,
模态应变能
,
损伤识别
裴迅
,
祝晶晶
,
黄立新
,
于茗
,
李玉峰
材料保护
为了提高聚苯胺乳液与丙烯酸酯类乳液的混溶稳定性,以苯胺为单体、过硫酸铵为引发剂,加入不同乳化剂制备了一系列聚苯胺(PANI)乳液,研究了不同乳化剂对PANI乳液稳定性及PANI乳液与叔氟丙烯酸酯(VFAc)乳液混溶稳定性的影响;同时,研究了聚苯胺/叔氟丙烯酸酯(PANI/VFAc)复合乳胶涂层的防腐蚀性能.结果表明:选取十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂制备的聚苯胺乳液,具有较好的稳定性以及与VFAc乳液的混溶稳定性,且制备的复合乳胶涂层具有较好的防腐蚀性能,在3.5 ％NaCl溶液中腐蚀电流密度为7.03×10-8A/cm2,电化学阻抗值可达到108 Ω·cm2,在pH值较为宽泛(pH=1～ 13)的腐蚀环境中均可应用.
关键词:
聚苯胺
,
叔氟丙烯酸酯
,
乳液
,
乳胶涂层
,
防腐蚀性能
黄立新
,
杨真真
,
赵文举
玻璃钢/复合材料
基于模态应变能,本文提出Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤识别方法.首先利用有限元方法计算Euler-Bernoulli功能梯度梁的单元刚度矩阵和振型模态参数,然后计算单元刚度矩阵与振型的二次积,即得单元模态应变能.在此基础上,根据单元模态应变能损伤前后的变化,给出Euler-Bernoulli功能梯度梁的损伤指标.通过数值算例,验证了Euler-Bernoulli功能梯度粱的损伤识别方法的有效性.数值结果表明,提出的损伤指标能够很好地识别出梁的损伤单元.
关键词:
Euler-Bernoulli功能梯度梁
,
模态应变能
,
损伤识别
,
有限元法
