刘其鹏
- 作品数：12 被引量：28H指数：3
- 供职机构：大连交通大学土木与安全工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金辽宁省自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺理学建筑科学一般工业技术更多>>
- Cosserat连续体平均场理论中的Hill定理被引量：1
- 2013年
- 基于平均场理论的多尺度均匀化模拟必须满足Hill-Mandel细宏观能量等价条件,这首先需要推导Hill定理。Cosserat连续体平均场理论中,宏观平均偶应力的定义存在2种不同的方案,给Hill定理的推导带来了困难。该文构造了一个不考虑宏观平均偶应力具体表达式的Hill定理中间形式,将2种宏观偶应力定义分别代入,推导和建立了2个版本的Hill定理,并对二者做了比较和分析,为后续非均质Cosserat连续体多尺度模拟研究工作提供了理论基础。
- 刘其鹏刘晓宇高月华
- 关键词：平均场理论
- 基于细观方向平均模型的颗粒材料宏观Cosserat连续体本构关系被引量：2
- 2011年
- 提出了基于细观微-方向模型(Micro-Directional Model)的宏观Cosserat连续体本构关系。在细观尺度上考虑颗粒旋转自由度及接触力矩,微结构的影响通过接触分布函数体现。给出均质各向同性Cosserat连续体模型弹性常数的细观参数表达式,并建议了二维情况下内尺度参数的细观力学表达式。对颗粒材料宏观行为分别进行离散单元法数值模拟和基于本文所给表达式的理论预测,二者的一致性说明了所发展模型的有效性。
- 刘其鹏李锡夔楚锡华
- 关键词：离散单元法
- AA6061-T6板材搅拌摩擦焊温度场仿真被引量：12
- 2018年
- 基于摩擦产热机制对搅拌摩擦焊接过程瞬态温度场进行了仿真研究,发展了基于线能量的摩擦系数预测-修正方案,给出了平轴肩-圆柱针、凹轴肩-圆柱针、平轴肩-圆台针三种搅拌头的摩擦产热公式.将上述方案和公式通过ABAQUS软件的DFLUX子程序实现,对AA6061-T6铝合金板材搅拌摩擦焊接过程温度场进行仿真.仿真结果显示:基于线能量的摩擦系数预测-修正方案能够有效地反映摩擦系数随温度升高而减小的变化趋势;焊接最高温度随着轴肩凹角的增大而增大,随着搅拌针锥角的增大而减小.
- 刘其鹏刘其鹏刘泽杨鑫华
- 关键词：搅拌摩擦焊
- 一种基于平均场理论的格栅材料均匀化方法被引量：1
- 2014年
- 将颗粒材料中发展的一种基于平均场理论的解析均匀化方法应用于二维周期格栅材料;依据尺度分离原理和统计均匀表征元概念构建了格栅材料的两尺度均匀化模型,包括细观杆件单元的本构关系、细观位移-宏观应变关系式以及应力的细观力学表达式;推导了两种二维周期格栅材料等效弹性参数包括弹性模量、泊松比和剪切弹性模量的细观力学表达式。结果表明:等边三角形结构等效为各向同性连续体时,弹性参数表达式与文献中其他方法所得结果一致;正方形结构均匀化为正交各向异性连续体时,主平面内弹性模量等于杆件单元轴向刚度,泊松比和剪切弹性模量分别由杆件单元的泊松比和剪切刚度决定,符合正方形格栅材料的力学特性;对于非主平面内的正方形本构矩阵,选取坐标轴与材料主轴夹角为45°的方向为例进行推导,本文方法与坐标变换方法所得结果一致。以上结果均验证了本文所发展方法的有效性。
- 刘其鹏刘晓宇
- 关键词：平均场理论均匀化
- 搅拌摩擦焊瞬态温度场的数值模型被引量：1
- 2017年
- 搅拌摩擦焊温度场数值模拟工作多侧重于产热模型及温度场分布规律等方面的研究,关于数值模型及其计算效率方面的报道相对较少。对AL6061-T6铝合金板材搅拌摩擦焊接过程瞬态温度场进行了模拟,对数值模型的相关问题进行了研究。在保证模拟结果与实验结果相符合的前提下,为提高计算效率,给出了合理的模型尺寸;分析了网格尺寸对温度场的影响;探讨了网格分区划分方案;分析了轴肩与搅拌针产热分配对温度场的影响。结果显示:模型宽度随板厚增加线性增大,而模型宽度与轴肩直径的比值随板厚的增加线性减小;有限元网格尺寸为1 mm时能有效地模拟温度场;焊缝中心处轴肩直径范围内的网格应当细化;合理的轴肩与搅拌针产热比例分别为75%和25%。
- 刘其鹏刘其鹏杨鑫华高月华
- 关键词：搅拌摩擦焊
- 约束模型对搅拌摩擦焊残余状态仿真的影响研究被引量：3
- 2018年
- 通过建立顺序热力耦合模型对AL6061-T6铝合金平板搅拌摩擦焊焊后残余应力与变形进行仿真,详细分析和讨论了夹具与垫板约束的有限元模型对残余状态的影响。结果显示:对于力学等效约束模型,底面全固定方式能够同时合理地再现残余应力和残余变形主要特征,而底面约束竖向自由度的方式只能较好地再现残余应力分布形式;等效约束模型中引入搅拌头下压载荷对结果无显著影响;对于建立夹具和垫板实体的约束模型,垫板约束方式的影响比夹具更为显著;硬接触模型比软接触模型能更好地再现残余应力分布特征。
- 刘其鹏刘其鹏陈志民杨鑫华
- 关键词：搅拌摩擦焊数值模拟
- 基于平均场理论的颗粒材料离散颗粒集合-Cosserat连续体模型多尺度模拟
- 颗粒材料广泛存在于自然界和工程实际中,如岩石、土壤、粮食、药品等。一般说来颗粒材料由随机分布的离散颗粒及其间孔隙流体组成,具高度非均质性。颗粒材料力学行为的理论研究与数值模拟是岩土力学、陶瓷烧制等工程科学中的重要课题,引...
- 刘其鹏
- 关键词：平均场理论
- 文献传递
- 非均质Cosserat连续体细-宏观均匀化条件
- 2013年
- 基于平均场理论的多尺度模拟关键问题之一是给定恰当的代表性体积单元(RVE)的边界条件,以使均匀化过程满足Hill-Mandel细宏观能量等价条件,也即Hill宏观均匀化条件.对于非均质Cosserat连续体,已有的研究工作只能得到合理的混合平动位移-偶应力表征元边界条件,常用的一致平动位移-转角以及周期边界条件等均不能使用,给计算均匀化算法推导和实施带来了困难,也阻碍了多尺度分析方法的进一步发展与应用.为此,论文在推导和建立一个新的Hill定理版本基础上,不仅成功地给定了多种强形式表征元边界条件,而且构造出了合理的弱形式周期边界条件,这些条件既满足细宏观能量等价也符合一阶平均场理论基本假定,可在均匀化方法中推广与应用.
- 刘其鹏刘晓宇高月华
- 关键词：平均场理论
- 颗粒材料平均场理论的多尺度方法:理论方面
- 2009年
- 对基于平均场理论的颗粒材料多尺度方法实施过程中的基本理论问题进行了探讨。公式推导表明,考虑微观颗粒间滚动矩相互作用时宏观需要采用Cosserat类连续体模型。基于平均场理论,给出了离散颗粒表征元等效连续介质应力、偶应力表达式。基于Hill-Mandel宏观均质化条件,给出了离散颗粒微结构波动场的边界条件,并且讨论了内部长度尺度参数的选择问题。该工作是颗粒材料多尺度计算的理论部分研究。
- 刘其鹏武文华
- 关键词：平均场理论多尺度方法
- 轨道车辆型材结构搅拌摩擦焊残余状态研究被引量：4
- 2018年
- 目的研究轨道车辆中典型的箱型和V筋结构型材搅拌摩擦焊残余状态。方法采用顺序热力耦合方法进行了搅拌摩擦焊残余应力及变形的仿真研究。结果给出了上下壁板焊缝区域的残余应力大小及分布规律,阐述了两种结构的横向和纵向残余变形特征。对V筋结构型材,分析了不同筋板角度对焊接残余状态的影响。结论残余应力方面,主要表现为纵向残余应力,上下壁板两条焊缝的残余应力峰值相近,高应力分布区域宽度差别较大。残余变形方面,箱型结构呈马鞍形,V筋型材呈下凹形。V筋型材筋板夹角的变化对残余应力没有显著影响。筋板角度增大,纵向残余变形减小而横向残余变形增大。
- 刘其鹏刘其鹏高月华高月华
- 关键词：搅拌摩擦焊数值模拟
