基于有限元计算的磁流变液特性分析及其与基于磁偶极子模型结果的比较

采用ANSYS有限元软件,计算了磁流变液单链在剪切过程中的力学特性,并以此为基准分别与基于简化偶极子模型和基于不简化偶极子模型的结果进行了比较。结果表明,简化偶极子模型在描述磁流变液力学特性方面具有较高的精度,但由其得到的剪切屈服应力略低于有限元计算结果。这对于改进偶极子模型以建立磁流变液性能更精确快捷的多层次描述方法,进而设计高性能磁流变液具有重要的意义。     

采用油酸和月桂酸改进磁流变液稳定性的实验研究

鉴于油酸和月桂酸2种表面活性剂对磁流变液稳定性所起到的不同的作用,制备了若干种不同配比的以油酸和月桂酸共同添加的磁流变液,测量它们的零场粘度、力学性能和沉降率-时间曲线,研究了月桂酸、油酸和羰基铁粉3种成分的含量对于磁流变液稳定性和力学性能的影响。结果表明合理的添加油酸和月桂酸对于制备零场粘度小且稳定性优良的磁流变液具有显著的效果。     

杆形颗粒磁流变液的剪切屈服应力模型

杆形颗粒磁流变液是新近出现的新型磁流变液,它比传统磁流变液具有更好的性能.基于磁力学理论,通过分析磁化链中杆形颗粒的受力,包括磁力、压力、摩擦力及磁场对颗粒的力矩等,建立了磁流变液的剪切屈服应力模型,并和球形颗粒磁流变液加以对比,发现杆形颗粒磁流变液具有更高的屈服应力.计算结果和实验数据的比较表明,该模型能描述不同磁场...     

蛤蜊贝壳交叉铺层微结构研究

使用扫描电镜(SEM)观察蛤蜊贝壳的微结构,结果显示蛤蜊贝壳是一种由无机文石和有机胶原蛋白组成的层状生物陶瓷复合材料.观察结果也显示文石层是由长而薄的文石片所组成,并且不同层的文石片具有不同的方向,构成不同的交叉铺层微结构.在这种交叉铺层微结构中,任意文石层中的文石片都和它邻近文石层中的文石片保持一个夹角,这个夹角在贝壳的不同位置可能是不同的.根据在贝壳中观察到的交叉铺层微结构,进行了具有不同夹角的纤维最大拔出力的实验研究,结果表明具有一定夹角的纤维最大拔出力大于平行纤维的最大拔出力.纤维间的夹角越大,最大拔出力也越大.     

蛤蜊贝壳交叉铺层微结构研究

使用扫描电镜（SEM）观察蛤蜊贝壳的微结构，结果显示蛤蜊贝壳是一种由无机文石和有机胶原蛋白组成的层状生物陶瓷复合材料。观察结果也显示文石层是由长而薄的文石片所组成，并且不同层的文石片具有不同的方向，构成不同的交叉铺层微结构。在这种交叉铺层微结构中，任意文石层中的文石片都和它邻近文石层中的文石片保持一个夹角，这个夹角在贝壳的不同位置可能是不同的。根据在贝壳中观察到的交叉铺层微结构，进行了具有不同夹角的纤维最大拔出力的实验研究，结果表明具有一定夹角的纤维最大拔出力大于平行纤维的最大拔出力。纤维间的夹角越大，最大拔出力也越大。     

胫骨的层状微结构研究

利用扫描电镜对胫骨的微结构进行观察，结果显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的生物层状陶瓷复合材料，其增强相羟基磷灰石在骨中占较大比例，并平行于骨的表面以层状的形式排列。观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成，这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状，也以平行的方式整齐排列。基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征，通过微结构模型分析及实验，研究了这种微结构的最大拔出力。结果表明：羟基磷灰石片长而薄的形状以及层状排列方式增加了其最大拔出力，进而提高了骨的断裂韧性。     

三轴压缩下层状盐岩体细观损伤本构模型

基于层状盐岩体的结构特征,引入已有细观损伤本构模型描述盐岩相的响应特性,运用混合物理论推导得到适合于描述层状盐岩体在三轴压缩过程中损伤演化特性的层状盐岩体细观损伤本构模型,对云应层状盐岩三轴压缩进行计算,分析围压对盐岩所受等效附加侧向应力的影响。计算结果表明,该模型能较好地描述试验现象,其结果对深部盐岩油地下储存和层状盐岩体内的油(气)储库的稳定性分析具有重要意义。     

胫骨羟基磷灰石片交叉微结构研究

利用扫描电镜对胫骨的微结构进行了观察,结果显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石平行于骨的表面以层状形式排列,胶原蛋白分布在羟基磷灰石层中起粘合的作用,这使得骨在断裂时裂纹在羟基磷灰石层间折拐分叉,使骨具有高的断裂韧性.观察也显示,羟基磷灰石层由长而薄、与所在层垂直的羟基磷灰石片所组成.进一步地观察发现,不同羟基磷灰石层中的羟基磷灰石片具有不同的方向,构成一种羟基磷灰石片交叉排列的微结构.通过模型分析,比较研究了羟基磷灰石片交叉排列微结构与平行排列微结构的最大拔出力,结果表明,交叉排列微结构的最大拔出力大于平行排列微结构的最大拔出力.研究结果对仿骨陶瓷复合材料设计具有指导意义.     

混凝土尺寸效应机理的有限元分析

混凝土断裂破坏时产生尺寸效应是普遍存在的一种现象，在假设裂尖形状、大小及裂纹宽度不变而裂纹长度随结构尺寸按比例变化的前提下，用有限元方法分析了三点弯曲梁内应力的分布情况，并讨论了裂尖形状对应力分布的影响。结果表明：在加载点相对位移相同时，梁内最大应力随结构尺寸的增加而增大，裂尖形状对梁内最大应力影响很小；当尺寸较小时，结构尺寸效应比较显著，随着尺寸的增加，结构尺寸效应逐渐减小。     

一种简化的混凝土损伤本构模型及其应用

针对混凝土在不同应力状态下强化、损伤的各向异性发展及各向异性效果、体积和偏量变形间的耦合和损伤机理与破坏模式的差异等不可逆变形以及损伤的基本特征，提出了一种简化的损伤本构模型。它采用标量损伤变量以避免采用各向异性损伤张量造成的分析与计算上的困难，同时采用Lode参数μσ描述不同应力状态及非比例加载史下材料的各向异性损伤与损伤的各向异性效果，发展了相应的算法。对三轴复杂加载史下混凝土的响应进行了分析，其结果与试验结果的比较显示了良好的一致性。