曹磊
,
徐广为
,
沈连婠
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.01.007
多尺度分析的方法突破了传统均匀化理论的限制,在计算涂层有效性质的基础上,能够进一步分析其微细结构的应力.通过理论分析得到微细结构的控制方程,结合有限元技术,能够精确高效地计算热喷涂层局部微细结构的应力分布.应用均匀化理论结合有限元分析估计了Fe-Cr-Al合金热喷涂层的有效性质(弹性模量、导热系数和热膨胀系数),同时研究了微细裂纹对Fe-Cr-Al合金涂层应力的影响,得到了裂纹处的拉应力和热应力分布情况.
关键词:
多尺度方法
,
均匀化理论
,
热喷涂层
,
Fe-Cr-Al合金
,
有限元法
张洪武
,
张盛
,
郭旭
,
毕金英
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.06.025
研究了一种空间-时间多尺度的方法,来分析周期性材料中非傅立叶热传导问题.计算模型是根据空间-时间尺度的高阶均匀化理论建立的,通过引入放大空间尺度和缩小时间尺度,研究了由空间非均匀性引起的非傅立叶热传导的波动效应和非局部效应.合并不同阶的均匀化非傅立叶热传导方程,消去缩小时间尺度参数,得到四阶微分方程.并进一步用C0连续修正了高阶非局部热传导方程的有限元近似解,使问题的求解避免了对有限元离散的C1连续性要求.给出的数值算例讨论了各种情况下方法的正确性与有效性.
关键词:
非傅立叶热传导
,
多尺度方法
,
均匀化方法
,
非局部模型
张盛
,
张洪武
,
毕金英
,
陈飚松
复合材料学报
采用一种时间-空间多尺度高阶渐近均匀化分析方法,模拟了热冲击载荷条件下多维微尺度多相周期性结构中的非经典热传导问题.通过引入放大空间尺度和缩小时间尺度,在不同时间尺度上获得由空间非均匀性引起的波动效应和非局部效应.根据高阶均匀化理论在空间和时间上进行均匀化,消去缩小时间尺度,确定各阶等效均匀化热传导系数的关系并对该系数进行数值求解,获得了多维非傅里叶热传导高阶非局部温度场控制方程.进而对二维周期性多相材料中的非傅里叶热传导问题进行分析,结果证明了本文中所提出的多维非傅里叶热传导高阶非局部模型的正确性与有效性.
关键词:
多尺度方法
,
高阶均匀化方法
,
非傅里叶热传导
,
多维高阶非局部模型
杨东生
,
张盛
,
张洪武
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150623.003
以高效模拟功能梯度材料(FGM)微观非均质性对整体热力学性能的影响为研究目的,通过随机形态描述函数(RMDF)法和体积分数的指数分布建立FGM二维微结构,在此基础上,发展了FGM热应力分析的耦合扩展多尺度有限元方法(CEMsFEM).该方法基于扩展多尺度有限元方法(EMsFEM)的基本思想,对温度场和位移场构造数值基函数,以把微观非均质材料性质带到宏观响应中.同时为了考虑泊松效应导致的不同方向间的耦合作用,在位移场数值基函数中增加了耦合附加项.通过数值基函数建立宏微观单元信息的映射关系,在宏观尺度求解有效方程,节约计算量.为了更好地考虑微观载荷的影响,把结构的真实响应分解为宏观响应和微观扰动,进一步推导出修正的宏观载荷向量.通过不同体积分数分布的FGM在不同载荷工况下的热应力分析算例验证了本文中方法的正确性和有效性,最后讨论了微结构的尺寸效应对结构热力学响应的影响.
关键词:
功能梯度材料
,
随机形态描述函数法
,
数值基函数
,
热应力分析
,
多尺度方法
崔腾飞
,
李强
,
宣益民
,
张平
工程热物理学报
通过结合微观的格子Boltzmann方法和宏观的有限差分法,建立了一种计算两个固体表面间接触热阻的多尺度分析方法.计算分析了表面粗糙度、压力、材料硬度、导热系数等对接触热阻的影响,结果表明拥有相同粗糙度的表面,在低压条件下,导热系数是主要影响因素,而在高压情况下,压力是主导影响因素.计算结果与实验数据的对比分析显示,该多尺度模型与实验数据有较好的一致性.
关键词:
高斯表面
,
接触热阻
,
多尺度方法
吴聪颖
,
段芳莉
,
郭其超
材料导报
多尺度方法在求解的不同区域采用不同尺度的力学模型,在精确描述材料力学行为的同时,提高了计算效率,是近年来得到较大发展和广泛应用的一种材料计算方法.介绍了跨原子和连续介质多尺度算法的过渡区设计、基本算法,以及影响算法精度的主要因素.评述了多尺度方法在微/纳粗糙表面接触行为研究中的应用,在三维多尺度算法中更好地控制温度将提高模拟精度.
关键词:
多尺度方法
,
跨原子和连续介质力学
,
微/纳尺度接触
