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X65管线钢的TRIP效应研究

通过扩展Avrami相变动力学模型、开发线性混合热膨胀模型、应用有限元单胞法,考虑了相变诱导塑性(TRIP)、相变膨胀、热膨胀等机制,建立了热力耦合有限元单胞模型.用该模型研究了X65管线钢分别在0、±50、±100、±150、±200 MPa拉、压单轴外载作用下,以1℃/s的冷速从540℃冷却至480℃的控冷过程,标定了TRIP系数,定量分析了TRIP效应对应变、应力的影响.结果表明:本模型适用于研究X65管线钢中由Greenwood-Johnson机制产生的TRIP效应,TRIP系数为5.35×10<'-5>;控冷结束,拉应力外载产生的ε<,trip>占ε的比例最低22%,最高79%;拉、压外载作用下,TRIP效应产生的最高残余拉、压应力分别为346 MPa和-103 MPa的.

关键词: 热力耦合 , 有限元 , 单胞 , X65管线钢 , 相变诱导塑性

三向编织复合材料拉伸强度研究

张平 , 桂良进 , 范子杰

玻璃钢/复合材料

在细、宏观结合的基础上研究了三向编织复合材料的拉伸强度.首先,对实际编织结构进行恰当的几何简化;其次,建立材料的细观力学理论分析模型;最终,借助于商用有限元分析软件成功实现了编织复合材料的拉伸强度仿真分析.计算结果得到了试验的验证.在此基础上,研究了编织几何参数(编织角和轴向纤维束与编织向纤维束大小之比)对于编织复合材料拉伸强度性能的影响.分析方法对研究编织复合材料结构力学具有重要的参考价值.

关键词: 复合材料 , 拉伸强度 , 三向编织 , 单胞

三维编织复合材料刚度和强度性能研究进展

邵将 , 温卫东 , 崔海涛

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.03.034

综述了近年来国内外对三维编织复合材料的刚度和强度性能预测方法的研究进展.三维编织复合材料刚度性能的预测分析方法主要有两大类:解析法和有限元法,而强度特性的预测大多采用有限元方法来进行.最后,本文对有待于进一步研究的问题进行了展望.

关键词: 三维编织复合材料 , 单胞 , 刚度 , 强度

三维编织复合材料的微结构与力学性能研究进展

陈林 , 刘建军 , 邹武

材料导报

综述了国内外近年来对三维编织复合材料细观结构力学模型和力学性能的研究进展.细观结构力学模型研究主要是通过分析三维编织体的拓扑结构建立力学分析模型,主要有"米"字枝状模型、纤维倾斜模型和三细胞模型.对力学性能的研究包括刚度性能和强度性能研究,刚度性能的预测分析方法有解析法、基于均匀化理论的方法和有限元数值仿真;而强度性能的预测大多采用有限元方法来进行.最后,总结了目前研究中存在的问题并对以后的工作进行了展望.

关键词: 三维编织复合材料 , 单胞 , 刚度 , 力学性能

编织复合材料数值模拟方法

魏高峰 , 高洪芬

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2005.06.014

编织复合材料中纤维束在空间分布的复杂性,导致其与层合复合材料力学性能分析的本质差别.本文概述了编织复合材料的力学特点及其一般研究步骤,详细介绍了目前几种常见的数值模拟模型,分析了其存在的优缺点,依此指导计算模型的合理选择,使之能对编织复合材料进行较为精确的力学性能预报,并为今后的研究提供指导.

关键词: 编织复合材料 , 单胞 , 细观力学 , 数值模拟

三维编织复合材料宏细观结构的计算机图形模拟

董纪伟 , 孙良新 , 洪平

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2004.04.005

从三维编织复合材料的编织工艺--四步法入手,分析了纱线的空间位置,利用计算机较为精确地模拟织物的宏观结构.采用合理的单胞划分的方法,对该宏观模型进行剖分,获得了较精确的织物细观结构,得到了有关细观结构的一些重要规律,以便于下一步对编织复合材料进行力学分析.

关键词: 三维编织复合材料 , 计算机图形模拟 , 宏观结构 , 单胞

三维四向大编织角复合材料的细观强度分析

董纪伟 , 孙良新 , 洪平

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.04.017

编织角是影响三维编织复合材料力学性能的最重要因素.实验数据表明:大编织角复合材料在单向拉伸作用下的破坏形式较为复杂,其应力-应变曲线呈现非线性特性.本文建立了细观应力场的均匀化列式和有限元求解方法,运用该方法对三维大编织角复合材料的细观应力分布进行了数值模拟,结合相关的强度理论对材料进行失效分析,并进一步对材料的拉伸强度进行预测.强度计算结果与实验结果较为吻合.

关键词: 编织复合材料 , 单胞 , 均匀化方法 , 细观应力 , 强度

基于均匀化理论的三维编织复合材料弯曲细观应力数值模拟

董纪伟 , 冯淼林 , 陈文 , 丁丹烨

材料科学与工程学报

从基于小参数渐近展开的多尺度均匀化理论出发,对三维编织复合材料的弯曲细观应力进行数值模拟.首先给出了等效弹性模量和细观应力的均匀化列式及有限元求解方程,然后讨论了三维编织复合材料细观单胞周期性边界条件的施加方法,最后对三点弯曲作用下三种单胞内应力分布进行了数值模拟.通过模拟比较了不同类型单胞及不同编织角材料弯曲应力的差异,总结出一些有益的结论,这些结论与实验结论都比较吻合.

关键词: 均匀化理论 , 细观应力 , 单胞 , 编织复合材料 , 弯曲

高抗冲聚苯乙烯银纹化渐进损伤三维模拟

张跃 , 张超 , 张斌

材料科学与工程学报

针对高抗冲聚苯乙烯,本文建立了细观单胞结构三维模型,引入周期性边界条件,采用非线性有限元法,研究了在单向拉伸载荷下银纹化损伤过程。采用最大主应力准则作为银纹化损伤判据,通过受损单元积分点刚度矩阵的折减实现材料力学性能的退化,运用材料的应力-应变曲线预测了其力学性能。数值结果与相关文献模拟结果吻合,表明本文损伤预测三维模型的合理有效性。

关键词: 高抗冲聚苯乙烯 , 银纹化损伤 , 单胞 , 周期性边界条件

弹塑性复合材料多尺度计算的模型与算法研究

张洪武 , 王鲲鹏

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.01.012

对材料非线性多级分析的计算模型与算法进行研究,重点是单胞分析算法构造问题.采用近似技术建立非线性分析的本征应变矩阵,使方法具有简单与实现方便的特点,在此基础上构造了针对弹塑性材料均匀化分析的一致性算法,以两种材料组成的复合材料为例进行了例题计算,验证了文中方法的有效性.并讨论了进一步值得研究的问题.

关键词: 弹塑性材料 , 单胞 , 多级分析 , 均匀化

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