瞬态热弹塑性强化体结构的热应力问题

本文着重进行了瞬态热弹塑性强化体结构的热应力分析。在分析中考虑温度场和应力场的耦合性。对实际工程算例进行的计算具有较高的计算精度，为工程结构的可靠性设计和优化设计提供了可靠的依据。     

泡沫金属子弹撞击载荷下多孔金属夹芯板的动态响应

应用泡沫金属子弹撞击加载的方式研究了固支多孔金属夹芯板的塑性动力响应。讨论了多孔金属夹芯板在冲击载荷作用下的破坏模式。结果表明夹芯板的破坏主要表现在前面板的压痕与侵彻失效,芯层压缩和芯层剪切破坏。基于实验研究,应用LS-DYNA 3D非线性动力学有限元分析软件对夹芯板动力响应进行了有限元分析。数值研究结果与实验结果吻合较好。考察了加载冲量、面板厚度、芯层厚度及相对密度对多孔金属夹芯板抗撞击性能的影响。夹芯板的结构响应对其结构配置比较敏感,增加面板厚度或芯层厚度能够明显地减小后面板的挠度,提高夹芯板的抗撞击能力。研究结果对多孔金属夹芯板的优化设计具有一定得参考价值。     

应用Voronoi随机模型研究多孔材料中波的传播特性

高孔隙率泡沫金属材料由于其较长的应力平台可以吸收较多的能量,在结构耐撞性设计中有重要的应用前景。然而,实验研究表明当高孔隙率泡沫金属材料承受强冲击载荷时,可能发生应力/力增强现象,从而对被保护结构造成较严重的损伤。采用二维Voronoi随机分布模型研究"真实"泡沫材料在不同持时的强冲击载荷作用下可能出现的力/应力增强现象。对5种不规则的泡沫金属材料计算结果表明:在强冲击载荷达到一定强度时,在泡沫金属材料中应力/力传递会出现应力/力的增强现象。     

泡沫金属材料的动力压缩响应

提出的一维质量-弹簧-阻尼单元模型用于计算模拟泡沫金属材料在冲击载荷作用下的动力响应.模型考虑泡沫金属材料微观密度不均匀及胞室流体对动力压缩特性的影响,并分别由单元质量块的密度和阻尼器在压缩过程中产生的应力描述.单元非线性弹簧的应力-应变关系取决于单元泡沫金属材料的压缩特性,包括胞缘弹性屈曲、胞壁或胞室的塑性坍塌及材料压实过程,并服从加、卸载定律.动力平衡方程采用显式积分算法求解.对30 mm×30 mm×100 mm铝泡沫材料块进行冲击模拟计算,结果表明铝泡沫材料的相对密度、密度分布的均匀性、胞室结构、胞室流体及脉冲压力强度、脉冲压力作用周期对泡沫金属在冲击载荷作用下压缩变形、冲击波扩展及能量吸收的影响.     

工程结构非线性动力响应数值分析中零能量模态控制对响应的影响

在工程结构非线性动力响应数值分析中,通常采用显式积分格式。这样可避免大量的刚度矩阵求逆叠代运算。但显式积分有条件稳定的,从而时间步长△t的取值受到限制,这样必导致进行大量的小时间步长循环计算。为了减少计算量,通常采用高斯积分一类的数值积分。单点高斯积分的采用可引起hourglass模态。控制hourglass模态是结构非线性动力响应数值分析中必须解决的问题之一。本文以八节点六面体实体单元单点高斯积分为例详细分析了hourglass模态产生的机理,并在此基础上讨论了hourglass模态的控制措施及具体应用。通过数值算例分析发现hourglass模态控制的采用对正常动力响应模态造成一定的影响。     

扁平绕带爆炸容器的力学研究进展评述

评述了扁平绕带爆炸容器力学行为的理论和实验研究成果 ,对今后的研究方向和内容等做了展望并提出了一些建议     

Effects of cell size on compressive properties of aluminum foam

1 Introduction Metal foams are a relatively new class of structural materials and offer a variety of applications in fields such as lightmass construction or crash energy management. In view of potential applications, the mechanical properties of foamed m…     

基于Voronoi随机模型研究多孔材料的动态特性

利用随机Voronoi技术生成2维随机模型,结合有限元分析方法系统研究多孔材料在x1-x2平面内冲击载荷作用下的动态特性.模型包含胞孔形状的不规则性和孔壁厚度的不均匀性,以及孔壁的随机不完整性.模拟结果发现,在中低速冲击时Voronoi模型并不出现如规则蜂窝模型一样的"X"和"V"形的变形,而出现几条局部随机变形带;在冲击速度比较高时,局部变形带并不明显,在冲击面端附近区域出现"I"形的变形.发现平台冲击压力和胞孔形状不规则度之间具有比较复杂的关系;很小的孔边不完整性将会造成材料强度很大的"丢失";尽管组成多孔材料的母材是理想弹-塑性材料,但应用Voronoi随机模型描述的多孔材料是一应变率敏感材料.     

基于均匀化理论的多孔材料细观力学特性数值研究

根据弹性均匀化理论,并结合有限元方法推导出适用于二维周期结构的均匀化有限元格式,计算出不同相对密度下的正方形孔洞材料的等效弹性参数,以及等效弹性参数与胞元绕坐标系旋转角度的函数关系,考察了胞壁固体相的力学性能参数对宏观力学性能的影响。并将数值计算结果与已有的理论公式进行了比较和分析。结果表明,正方形孔洞材料是各向异性的,其等效弹性参数主要由结构的相对密度来确定,对基体材料的泊松比的变化并不敏感。在相对密度较小的情况下,Gibson公式和Kim公式与均匀化有限元结果吻合较好;当结构相对密度较大时,理论公式结果必须被有限元结果所修正。     

工程结构非线性动力响应数值分析显式积分格式的研究

工程结构非线性动力响应数值分析中时间积分的处理是其难点之一,它关系到此类动力响应分析程序的运算效率及分析精度。本文详细介绍了有限元直接积分法中显式积分格式及其稳定性条件。通过分析可看出,对于求解强冲击载荷作用下的非线性结构动力响应及波传播等问题,显式算法是一种好的选择。文中给出了各种类型单元稳定性条件下临界时间步长△tcrit的计算公式,并以数值算例给出了实现的步骤。