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为准确预测非均质复合材料的有效热导率和局部温度场分布,采用单胞变分渐近均匀化方法构建了一种新的细观力学模型.首先从非均质连续体热传导变分问题入手,使用变分渐近法将其细观力学模型转换为约束条件下泛函的最小化——取驻值问题;使用有限元法(FEM)推导了离散形式能量泛函的最小化求解过程;根据宏观性能(如全局温度及相应的梯度和波动函数)重构单胞的局部温度场和热通量.采用多个二元复合材料算例验证了所构建理论和程序的有效性和准确性.

关键词: 复合材料 , 热传导 , 变分渐近法 , 非均质 , 细观力学模型

聚合物基复合材料有效蠕变响应与单轴拉伸行为的细观力学模拟

钟轶峰 , 杨旦旦 , 周小平 , 矫立超

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160317.005

基于变分渐近均匀化理论框架建立表征线性黏弹性聚合物基复合材料有效蠕变响应和宏观应力-应变行为的细观力学模型.从线性黏弹性聚合物基复合材料本构方程中构建能量泛函变分表达式出发,采用变分渐近法求解线性黏弹性聚合物基复合材料的有效蠕变柔度系数,并以此为基础计算聚合物基复合材料的时变和单轴拉伸行为.通过算例验证了构建模型的适用性和准确性.由于所有计算均在时间域内完成,不再需要传统线黏弹性复合材料使用的Laplace转换和反演,计算效率大为提高.

关键词: 有效蠕变响应 , 宏观应力-应变行为 , 线黏弹性 , 聚合物基复合材料 , 细观力学 , 变分渐近法

智能材料电-磁-热-弹耦合性能的细观力学模型

钟轶峰 , 矫立超 , 周小平 , 杨文文 , 杨旦旦

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151214.002

基于变分渐近均匀化方法建立能预测智能材料电-磁-热-弹全耦合性能的细观力学模型。从智能材料电-磁-热-弹耦合本构方程中推导能量泛函变分表达式出发，利用单胞细观尺度与宏观尺度比作为小参数将材料的能量泛函渐近扩展为系列近似泛函，通过最小化近似泛函求解场变量的波动函数，从而建立逼近物理和工程真实性的细观力学模型，并通过有限元数值实现。通过BaTiO3-CoFe2 O4纤维/环氧树脂复合材料算例表明：构建的细观力学模型可准确预测电-磁-热-弹耦合性能和重构多物理场局部分布。

关键词: 变分渐近法 , 均匀化 , 复合材料 , 细观力学 , 电磁热弹

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复合材料热传导性能的变分渐近均匀化细观力学模型

聚合物基复合材料有效蠕变响应与单轴拉伸行为的细观力学模拟

智能材料电-磁-热-弹耦合性能的细观力学模型

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