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纳米TiO_2颗粒弱界面增强树脂基复合材料宏观力学行为有限元模拟被引量：7: 2013年; 基于蒙特卡罗法,编写了随机分布颗粒增强复合材料的二维代表体积单元生成程序,建立了纳米颗粒增强树脂基复合材料的有限元模型,其中采用双线性内聚力模型描述复合材料弱界面的应力与位移关系。通过纳米TiO2颗粒增强环氧树脂基复合材料应力应变行为模拟结果与文献结果对比,证明了模型的有效性。讨论了弱界面情况下,TiO2颗粒质量分数与颗粒尺寸对复合材料宏观有效模量的影响,并对复合材料弱界面渐进损伤过程进行了非线性分析。结果表明:随着纳米TiO2颗粒质量分数增加,复合材料杨氏模量和断裂延伸率均有所增强,但材料屈服强度有所降低;相同颗粒质量分数情况下,随着颗粒尺寸的增大,颗粒与基体材料之间界面单元总长度减小,复合材料断裂延伸率有所下降。; 王振清雷红帅王晓强周博; 关键词：弱界面复合材料有限元分析

形状记忆合金的热力学本构方程被引量：6: 2011年; 利用形状记忆因子,直观地描述了形状记忆合金(SMA)实现其超弹性与形状记忆效应的热力学宏观过程.根据热力学基本原理并假设SMA为各向同性材料,建立了描述复杂应力状态下SMA热力学行为的三维本构方程.该本构方程具有直观的表述形式且所含材料常数均可以通过宏观实验测定,克服了现存SMA三维本构方程由于表述形式复杂和材料参数不易测定等因素而不便于描述复杂应力状态下SMA热力学行为的局限性.该本构方程还克服了现存SMA三维本构方程不能描述含初始应力和初始应变SMA热力学行为的局限性.数值结果表明,该本构方程能有效地描述复杂应力状态下SMA在实现超弹性和形状记忆效应过程中的热力学行为,为SMA的工程实际应用提供了理论基础.; 周博周博刘彦菊王振清; 关键词：形状记忆合金复杂应力状态本构方程

形状记忆合金复合梁的振动特性被引量：3: 2011年; 针对复合梁的振动特性问题,利用已有的形状记忆合金(SMA)细观力学本构模型、复合材料力学和振动理论,推导了嵌入SMA的复合梁内SMA的恢复力公式,建立了描述该复合梁的应力、应变及温度间关系的力学本构方程和其固有频率和温度间关系的频率方程.应用SMA的恢复力公式、复合梁力学本构方程及频率方程研究了嵌入SMA复合梁的固有频率与温度间的关系和SMA体积分数对固有频率的影响.数值结果表明,利用SMA能有效实现对梁振动行为的主动控制,可以为利用SMA实现结构智能控制等方面的研究提供参考和借鉴.; 王振清王永军周博; 关键词：形状记忆合金恢复力复合梁

形状记忆合金增强复合材料界面剪应力研究被引量：1: 2012年; 为研究形状记忆合金长纤维增强复合材料界面剪应力的分布情况,基于单纤维双圆柱拔出模型,推导了脱粘区和粘结区界面剪应力表达式.基于复合材料内部温度分布均匀,马氏体体积分数只与纤维内部轴向应力和温度相关等假设,分别讨论了恒定外应力荷载条件下温度(303、323、343 K)、预应变水平(0%、2%、4%、6%)及固定脱粘长度对界面剪应力分布的影响.数值模拟结果表明,通过控制外界温度和预应变水平,可以改变模型最大界面剪应力的值,进而控制界面脱粘现象的发生.对进一步研究SMA长纤维增强复合材料界面力学行为提供了一定的理论参考.; 王振清雷红帅周博王玉龙; 关键词：形状记忆合金单纤维复合材料界面剪应力

基于内聚力模型的形状记忆合金短纤维增强树脂基复合材料的模拟分析被引量：16: 2012年; 通过单纤维拔出实验和单轴拉伸实验,测定了形状记忆合金(SMA)增强树脂基复合材料的界面脱粘剪切强度和单向随机分布SMA短纤维增强复合材料的拉伸强度。根据蒙特卡罗法和边界条件控制方程,编写了适于软件调用的单向随机分布短纤维增强复合材料的APDL语言生成程序,建立数值模拟模型。基于指数型内聚力模型,对SMA纤维与环氧树脂基体界面分离(即界面脱粘)过程进行了有限元模拟。结果表明:相同纤维体积分数下,随着纤维长细比的减小,复合材料整体弹性模量逐渐降低;温度驱使SMA纤维弹性模量发生变化,可以有效提高复合材料整体弹性模量。; 王振清雷红帅周博付际王晓强; 关键词：界面脱粘数值模拟

高超声速飞行器二维全尺寸流场数值模拟被引量：1: 2012年; 基于有限体积法和Roe离散格式进行了数值计算,分析了不同马赫数和攻角下二维全尺寸飞行器的流场,模拟了发动机内部氢/空气燃料的燃烧反应。计算结果表明:设计马赫数条件下,通过采用三级楔形体(压缩角度8°/6°/7°)对气流进行压缩,能保证进气道有足够的气流捕获量,经过压缩后的高压气体与氢燃料充分混合反应,发动机能以良好的状态工作。; 雷红帅王振清付际吕红庆; 关键词：高超声速飞行器化学反应数值模拟

形状记忆聚合物的宏观力学本构模型被引量：10: 2010年; 建立有效描述形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer,SMP)的热力学行为、且便于工程应用的宏观力学本构模型具有理论和工程意义.在前期研究的基础上,应用固体力学和热黏弹性理论建立了描述复杂应力状态下SMP在实现形状记忆效应热力学过程中,即在高温变形过程、应力冻结过程、低温卸载过程和形状恢复过程中热力学行为的宏观力学三维本构方程.利用DMA实验结果,建立了描述SMP在玻璃体转化过程中,材料参数和温度间关系的材料参数方程.应用所建立的力学本构方程和材料参数方程,数值模拟了SMP的高温变形过程、应力冻结过程、低温卸载过程和形状恢复过程,并分析了加载率和温度变化率对SMP热力学行为的影响.数值模拟结果和与现存SMP力学本构方程和材料参数方程的对比表明,本文建立的由力学本构方程和材料参数方程构成的SMP宏观力学三维本构模型,能有效地描述SMP的热力学行为,可为SMP的工程应用提供理论基础.; 周博刘彦菊冷劲松; 关键词：形状记忆聚合物形状记忆效应

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