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黏弹性梯度材料的Ⅰ型与Ⅱ型复合裂纹问题: <正>考虑组分材料的任意分布,研究黏弹性梯度材料中的Ⅰ型与Ⅱ型复合裂纹问题。定义Laplace变换域中裂纹的应力强度因子,周向拉应力,能量释放率及应变能密度因子。基于Mori-Tanaka方法预测梯度材料的等效松弛模量,...; 彭凡马庆镇; 文献传递

黏弹性梯度材料中的裂纹问题: <正>梯度材料是一种满足特定功能的非均匀复合材料,如用作耐热结构的金属/陶瓷梯度材料,用于光学工程、生物医学材料等方面的聚合物/陶瓷梯度材料。由于聚合物和高温下的金属材料呈现包括黏弹性特性在内的流变性质,因此,含裂纹梯度...; 彭凡马庆镇; 关键词：梯度材料黏弹性应力强度因子 J积分有限元; 文献传递

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：7: 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

自由运行结构动态载荷识别的格林函数法被引量：5: 2016年; 将Green函数法应用于平动自由结构的载荷识别问题.不计刚-柔耦合效应,建立测点的绝对运动加速度和动态激励的卷积关系,Green核函数由整体刚体运动与弹性振动的脉冲响应迭加而成,采用正则化方法求解反卷积问题.对自由梁和组合薄壁结构给出两个算例,以数值仿真结果叠加20%噪声水平的随机噪声模拟实测响应,结果表明,Green函数法能有效地反演复杂平动自由结构的动载荷,正则化方法求解此类问题的稳健性和耐噪性强.文中得到的Green函数法对复杂自由结构体系的动载荷反演具有应用潜力.; 彭凡马庆镇肖健韦冰峰刘杰; 关键词：载荷识别格林函数正则化

整体平动自由结构载荷时域识别技术研究被引量：4: 2016年; 研究整体平动自由结构载荷识别的Green函数法及应用途径。建立测点绝对运动加速度与动态激励力卷积关系,采用截断奇异值分解的正则化方法求解反卷积问题。以受轴向激励自由梁为对象,考虑不变及变截面模量两种情形,讨论整体平动及变形运动在核函数中的构成比例与核函数矩阵病态特性关系,分析结构整体刚度及测点部位局部刚度对载荷反演精度的影响机制及测点布置需考虑的刚度因素,提高正则化方法计算稳健性;分析复杂的组合薄壁结构,以一点响应反求其在牵制释放实验中所受冲击载荷进行结构瞬态响应有限元仿真,比较多点仿真与实测结果,验证反求方法的有效性。; 彭凡马庆镇肖健韦冰峰刘杰; 关键词：载荷识别格林函数正则化

推力终止时结构的载荷识别及瞬态响应分析: 航天器在发射阶段要经历严酷的动力学环境，运载火箭发动机点火与关机引起的推力突变过程会对航天器产生冲击，此类冲击载荷在发射过程中难以直接测量，而且，严苛的重量限制等多种约束条件使得冲击响应不能完全通过实测获得。解决上述问题...; 马庆镇; 关键词：载荷识别瞬态响应; 文献传递

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

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马庆镇