湖南省自然科学基金(11JJ3001)
- 作品数：7 被引量：18H指数：2
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- 相关机构：湖南大学北京强度环境研究所更多>>
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- 相关领域：理学金属学及工艺一般工业技术更多>>
- 聚合物梯度材料黏弹性断裂的双控制参数被引量：1
- 2014年
- 针对组分材料体积分数任意分布的聚合物功能梯度材料,研究其在蠕变加载条件下Ⅰ型裂纹应力强度因子(SIFs)和应变能释放率的时间相依特征。由Mori-Tanaka方法预测等效松弛模量,在Laplace变换域中采用梯度有限元法和虚拟裂纹闭合方法计算断裂参数,由数值逆变换得到物理空间的对应量。分析边裂纹平行于梯度方向的聚合物功能梯度板条,分别考虑均匀拉伸和三点弯曲蠕变加载。结果表明,聚合物梯度材料应变能释放率随时间增加,其增大的程度与黏弹性组分材料体积分数正相关;材料的非均匀黏弹性性质产生应力重新分布,导致裂纹尖端应力场强度随时间变化,当裂纹位于黏弹性材料含量较低的一边时,应力强度因子随时间增加,反之,随时间减小。而且,材料的应力强度因子与时间相依的变化范围和体积分数分布以及加载方式有关,当体积分数接近线性分布时,变化最明显,三点弯曲比均匀拉伸的变化大。SIFs随时间的延长增加或减小、加剧或减轻裂纹尖端部位的"衰坏",表明黏弹性功能梯度裂纹体的延迟失稳需要联合采用应力强度因子与应变能释放率作为双控制参数。
- 彭凡马庆镇戴宏亮
- 关键词：梯度材料蠕变应力强度因子应变能释放率
- 热环境中黏弹性功能梯度材料及其结构的蠕变被引量：6
- 2012年
- 基于经典的对应原理,将Mori-Tanaka方法等细观力学结果推广于定常温度环境下的黏弹性情形.根据泊松比与时间呈弱相关的特点,给出Laplace象空间中功能梯度材料的松弛模量和热膨胀系数,并直接建立耦合热应变的多维黏弹性本构关系.在此基础上,求解黏弹性功能梯度圆柱薄壳在热环境中的轴对称弯曲蠕变变形问题.考虑材料热物参数的温度相关性,首先确定稳态温度场,导出相空间中轴对称弯曲变形的解析解,采用数值反演得到蠕变变形.算例表明,蠕变初期,热环境的影响明显,随着时间增加,热应力松弛,影响逐渐消失.当圆柱薄壳受轴压时,相比于两端固支,两端简支的端部变形更加明显.通过圆柱薄壳的轴对称弯曲求解,给出体积含量呈任意分布的黏弹性功能梯度结构在热机载荷下的蠕变分析途径.
- 彭凡顾勇军马庆镇
- 关键词：功能梯度材料热环境黏弹性圆柱薄壳蠕变细观力学
- 临界距离理论评定焊接接头疲劳寿命的研究被引量：2
- 2012年
- 研究局部法应用于焊接接头疲劳评定的有效性和适应性.基于Taylor的临界距离理论,引入开裂部位的当量应力,它由有限元计算得到.针对钢质与铝质十字接头的疲劳数据进行分析,承载型十字接头的疲劳裂纹源于焊趾或焊根,由当量应力的大小所预测的开裂部位与实验结果相符.对疲劳裂纹源于焊趾部位的承载与非承载型十字接头,以焊趾部位的当量应力作为控制应力,此时疲劳数据的离散程度低,可望将焊趾开裂十字接头的疲劳强度以及S-N曲线统一表示.对疲劳裂纹产生于焊根的承载型十字接头,将焊根部位的当量应力作为控制应力,疲劳数据的分散度较大,与名义应力法相当,此时,局部法的有效性值得进一步考察.
- 彭凡姚云建李良中
- 关键词：焊接接头局部法
- 质量时变系统的动载荷识别被引量：2
- 2016年
- 研究质量时变系统的动态载荷识别技术,引入广义模态概念,在初瞬时的模态空间中利用模态叠加法得到部分解耦的动力学方程,结合考虑质量变化效应的虚拟变形法和Duhamel积分,构建反演动态力的2种分析途径.一种是基于加速度反演的连锁递推格式,另一种是基于位移和加速度反演的正则化求解格式.分析2个动载荷作用下的变质量多自由度系统,利用Euler中点辛差分方法求得系统的响应,将其叠加随机噪声以模拟测点响应,然后,应用2种模态力反求格式反演动载荷.研究结果表明,连锁递推格式计算效率高,但对加速度测量噪声敏感;正则化求解格式的稳健性较高.
- 彭凡王樑肖健
- 关键词：变质量动态载荷反问题正则化
- 黏弹性功能梯度材料裂纹问题的有限元方法被引量：7
- 2013年
- 针对组分材料体积含量任意分布的黏弹性功能梯度材料裂纹问题建立有限元分析途径.通过Laplace变换,将黏弹性问题转化到象空间中求解,基于反映材料非均匀的梯度单元和裂纹尖端奇异特性的奇异单元计算象空间中的位移、应力和应变场,应用虚拟裂纹闭合方法得到应变能释放率,分别由应力和应变能释放率确定应力强度因子.给出这些断裂参量在物理空间和象空间之间的对应关系,由数值逆变换求出其在物理空间的相应值.文中分析两端均匀受拉的黏弹性边裂纹板条,首先针对松弛模量表示为空间函数和时间函数乘积的特殊梯度材料进行计算,结合对应原理验证方法的有效性.然后分析组分材料体积含量具有任意梯度分布的情形,由Mori--Tanaka方法预测象空间中的等效松弛模量.计算结果表明,蠕变加载条件下,应变能释放率随时间增加,其增大程度与黏弹性组分材料体积含量相关.由于梯度材料的非均匀黏弹性性质,产生应力重新分布,导致应力强度因子随时间变化,其变化范围与组分材料的体积含量分布方式有关.
- 彭凡马庆镇戴宏亮
- 关键词：象空间应力强度因子应变能释放率
- 热环境中功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的边界约束效应被引量：1
- 2011年
- 基于前屈曲一致理论,研究了热环境中受轴压功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的边界约束效应问题.导出前屈曲变形的解析解,结合分离变量法与有限差分法求解分岔屈曲控制方程,由此导出确定临界轴压的非线性特征值问题.考虑材料热物性质与温度的相关性,分别就两端简支和两端固支边界条件,分析了温度梯度、初始几何缺陷、组分材料体积分数对分岔屈曲临界荷载的影响.结果表明:相比两端简支的情形,两端固支功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的温度敏感性与缺陷敏感性更加明显,但随着温度梯度的增加而有所降低,组分材料的体积分数指数对简支和固支时的缺陷敏感度影响很小,功能梯度圆柱薄壳的边界约束效应随着缺陷幅值增大而减弱.
- 彭凡顾勇军
- 关键词：功能梯度材料圆柱薄壳
- 基于加速度反演频域动载荷的一种正则化途径被引量：1
- 2017年
- 基于加速度频响函数矩阵反演频域动载荷是病态逆问题,反求的结果精度差,对数据的小扰动敏感,基于Tikhonov正则化方法,提出一种反演途径,将测点响应与待求激励进行归一化变换,在此基础上引入变换后的频响函数矩阵和正则化泛函进行求解,应用广义交叉验证准则选取最优正则化参数.考虑简支矩形薄板上的4个动载荷的识别问题,分析激励点和响应测点的不同位置以及动载荷大小之间相差程度不同的4个算例,将本文方法与不采用归一化变换的正则化求解结果进行2种相对误差的均方根比较.结果表明,利用归一化变换可提高动载荷反演精度,增强正则化方法的抗噪能力,当测点之间的响应以及各动载荷大小相差较大时,明显改善了识别精度.
- 彭凡王樑肖健胡绚韦冰峰
- 关键词：动态载荷频响函数反问题正则化
