有限元在木材中的应用(Ⅰ)——木材模型及选择

利用有限元模拟木材力学行为,能够预测木材力学性能,缩短试验时间,降低材料消耗,从而达到产品的优化设计。本文综述近几年来国内外有限元在木材中的应用,从木材构造和化学组成、节子模拟方面评述木材有限元模型的建立,从有限元模型的维数和材料本构关系评述模型和本构关系的选择,旨在为有限元在木材中的应用提供思路和借鉴。     

土的剪胀理论及Rowe剪胀模型发展综述

土的剪胀理论是理论土力学中非常重要的内容,Rowe剪胀模型具有区别于其它经典弹塑性模型的独特的建模方式。它作为土的微观模型,是从分析土的微观性状入手,应用能量理论、概率统计理论及最小能比原理建立的本构模型,该模型能够较好地模拟粗粒土的变形特性。为此文章主要介绍了土的剪胀理论及Rowe剪胀模型,并对Rowe剪胀模型的发展进程作了较为系统的评述,分析并总结了Rowe剪胀模型的局限性,指出在Rowe剪胀模型的基础上针对其局限性进行修正是岩土本构建模的一个重要研究方向。     

棉纤维蠕变与应力松弛行为分析

研究基于黏弹性的棉纤维蠕变回复与应力松弛规律。建立棉纤维蠕变与应力松弛的本构模型。在不同压缩载荷作用下测试棉纤维蠕变量与应力变化量。结果表明:棉纤维蠕变与应力松弛体现了非线性黏弹性;非线性黏弹性模型能较好地表征棉纤维蠕变回复、应力松弛的力学行为。在本研究范围内,施加载荷增加,棉纤维蠕变回复量增加,蠕变回复力学指标增大;棉纤维应变量增加,应力松弛的力学指标增大。     

植物纤维复合包装材料缓冲性能模型研究

根据农作物秸秆纤维复合材料静、动态测试数据,对该材料的缓冲性能进行分析;利用S-F本构关系框架,考虑到材料密度、形状函数、应变及应变率等影响因素,建立了复合包装材料的静态压缩本构模型和非线性动态压缩本构模型;并利用实验数据成功识别模型参数.结果表明,该本构模型和实验数据有很高的一致性,为解决农作物秸秆缓冲包装材料的缓冲包装设计、深入研究其缓冲性能、进一步开发利用农作物秸秆提供了重要的理论依据.     

蜡质玉米粉的流变特性研究

研究了蜡质玉米粉糊的流变特性,建立了相应的流变模型,确立了本构方程.结果表明:蜡质玉米粉糊为假塑性流体,糊的剪切应力与表观黏度受剪切速率、温度等影响,分别呈幂函数关系;剪切应力与表观黏度的变化存在一定的浓度效应,6%浓度成为变化的拐点;pH值=5时,粉糊表观黏度最低,碱性条件下的粉糊表观黏度高于酸性条件;添加蔗糖、食盐等介质能够降低粉糊的表观黏度;蜡质玉米粉糊表现了较好的剪切稳定性;而触变性则较差.     

叶蜡石塑性本构模型的初探

文章为高压传压介质叶蜡石选择了一个塑性本构模型,它包括DP屈服准则和相关联的流动准则。利用专业有限元分析软件对这个力学模型进行了检验,对高压下叶蜡石的塑性行为进行了初步的模拟和计算。根据计算结果和有限元模拟的误差,就叶蜡石密封性和传压性间的关系进行了探讨。     

三维机织复合材料力学性能的研究进展

三维机织复合材料因其优异的力学性能广泛应用于航空、航天等诸多领域,因此准确预报其力学性能十分必要。文章主要综述了近几年来国内外学者对三维机织复合材料力学性能的研究进展,其中包括试验研究和理论研究。综合分析认为：三维机织复合材料力学性能在压缩、拉伸、剪切等方面的试验研究已经取得了一些成果,但多物理场耦合力学行为需要进一步深入研究;细观尺度建模应考虑纱线挤压、扭结等缺陷;机织复合材料的本构模型、强度准则及组成的宏观结构的研究需要加强,文章为三维机织复合材料力学性能的研究提供了参考。     

基于MSC.Marc的针织物悬垂屈曲的数值模拟

 基于MSC.Marc良好的开放性语言接口,引入针织物的细观力学本构模型,建立完整的适合于针织物悬垂屈曲模拟的数值分析模型,模拟其在自重作用下的悬垂及屈曲,该细观本构模型描述了针织物由于其细观针织结构而特有的力学性质。采用8结点壳单元离散织物片,这种壳单元被特别设计,能描述织物片在悬垂中发生的大转动。分析了织物片的屈曲模态,计算了其后屈曲变形,并进行了方形织物片的悬垂和屈曲实验,模拟结果和实验观测结果一致。最后给出其变形的动态过程模拟。     

传感器弹性元件本构模型参数拟合研究

针对多维位移测量系统结构复杂、成本高等缺点,课题组提出一种单一固体集成传感器,为了准确描述传感器弹性元件力学特性,在不同应变率下对传感器弹性元件进行准静态单轴压缩试验.将超弹性本构模型运用泰勒展开式进行整理简化,得到应力-应变关系,利用Origin对应力-应变曲线进行数据拟合;选用Mooney-Rivilin,Yeoh...     

柔性伞衣织物的自由变形折叠建模及其充气机制研究

为解决冲压翼伞充气耦合计算中柔性伞衣织物的折叠建模这一关键技术难题,根据柔性伞衣真实的物理折叠特点,引入自由变形思想,提出针对多气室柔性伞衣织物的展向折叠建模方法。采用直接约束型曲面变形技术,通过控制节点移动实现曲面变形,基于坐标矩阵变换对柔性伞衣织物进行展向压缩折叠;并用初始应力方法修正几何误差,使折叠模型具有初始本构力学特征。对翼伞柔性伞衣织物建立展向折叠模型,基于任意拉格朗日-欧拉方法进行充气过程的流固耦合计算,得到充气过程中结构动力学变化及非稳态流场的分布情况,与空投实验进行对比分析,证明了基于自由变形的新型柔性伞衣织物折叠建模方法的准确性与可行性。     

会议名称：中国化学会第15届全国流变学学术会议

正会议时间:2020年10月17-20日会议地点:重庆市主办方:中国化学会流变学专业委员会共同主办:重庆大学承办方:重庆大学光电工程学院、重庆科技学院建筑工程学院会议主题:流变本构理论与模型、流变学测试技术、岩土与地质流变学、工业流变学、聚合物及其加工流变学、电-磁-     

天然多糖活性及构效关系研究新进展

随着化学和生命科学与技术飞速发展,多糖已成为化学与生物科学领域研究热点之一。该文根据多糖研究现状,简述多糖生理活性与构效关系等方面研究热点和前沿问题,概括其研究进展,以期为深入研究多糖功能和进一步阐明构效关系提供参考。     

考虑剪切影响的杆内时本构方程

建立考虑剪切影响时等截面直杆内时的本构方程．将杆端位移、杆变形、截面内力分为不考虑剪切变形和只考虑剪切变形两部分，采用有限元方法并利用虚位移原理和截面内时本构关系，得到杆单元本构关系的初步形式．通过引入杆平衡条件以及两部分挠度之和等于全挠度的几何条件，将杆单元本构关系原始形式中剪力行和弯矩行的两部分加以合并，导出了按增量初内力法表达的杆内时本构方程．结果表明，剪切变形将影响杆单元初始刚度矩阵、杆端等效剪力和等效弯矩、杆端塑性剪力增量和塑性弯矩增量；当剪切系数为零时，本模型退化为既有研究中不考虑剪切变形的杆内时模型．本模型适用于按增量初内力法进行的考虑杆剪切变形的结构弹塑性分析．     

不同剪切试验数据差异性比较

土作为常用工程材料,其特性的研究有实际的工程意义。通过土的压缩实验可测定土体的压缩变形与荷载的关系;土的液塑限联合测试实验可计算土的天然稠度及塑性指标;土的抗剪强度是建筑物安全稳定的重要力学性质指标,是研究土的强度特性的重要指标之一。土的抗剪强度过高或过低都会破坏工程,并带来浪费。一般在岩土工程勘察中测定土的抗剪强度指标要采用直接剪切或者三轴试验。但不同要求需选择不同的剪切试验手段,所得的结果也不同。     

力-化耦合作用下水化坍塌周期研究

在钻井过程中,钻井液与泥页岩相互作用所引起的水化应变,改变了井周应力分布,减小了泥页岩岩石强度,使得岩石力学参数也出现了改变,最后的结果导致井壁失稳,发生井壁坍塌。作者基于前人针对水化作用对于岩石力学参数影响的研究,以弹性力学和岩石力学等理论为基础,通过室内实验得出吸水扩散系数,同时考虑水化作用产生的弱化影响和附加水化作用所产生的应力,建立了力-化耦合作用下坍塌压力预测模型,绘制了水化坍塌周期图版。研究结果表明,含水量与吸水处距离成负相关关系,与吸水时间呈正相关关系,同时水化作用也会对岩石力学参数造成影响。南海目标储层在使用密度为1.12 g/cm³的水基聚合物钻井液的条件下坍塌周期在10 d左右;当钻井液密度为1.13 g/cm³时,坍塌周期为21 d。最终从水化坍塌周期图版可以看出,在钻开泥页岩地层后,将泥浆密度逐渐提升至1.14～1.15 g/cm³之间,有益于长时间维持井壁稳定,防止井壁坍塌。该研究成果丰富了泥页岩井壁稳定研究内容,为安全钻井周期的设计提供了理论依据。     

基于偏最小二乘法的抗类风湿性免疫活性肽定量构效建模研究

本研究采用偏最小二乘法(PLS)建立了抗类风湿性免疫活性肽的QSAR模型。首先从常见氨基酸各原子间静电、立体和疏水等与生物活性直接相关的非键作用方式,筛选出适合于免疫活性肽定量-构效建模的氨基酸描述符,再采用此描述符对47个肽数据集进行定量构效关系建模。结果表明,Z-scales氨基酸描述符实现了对氨基酸残基的多位置、多变量的定量结构描述,最适合用于描述免疫活性肽的物化性质。根据Z-scales描述符,经主成分分析和偏最小二乘法建立的模型有良好的可靠性和预测能力,模型的复相关系数R2=0.986,均方根误差RMSE=0.253,留一交叉验证相关系数Q2LOO=0.893,外部验证相关系数Q2ext=0.971。通过对免疫活性肽构效关系的研究为类风湿性关节炎新耐受原的筛选、设计开辟了广阔空间,同时也为功能食品的开发和创新提供了新手段。     

金属板料成形数值模拟研究

本文介绍了金属板料成形数值模拟的优点。并从本构关系、单元模型、接触摩擦模型、破裂准则、起皱分析、回弹模型以及计算效率七方面阐述了板料成形有限元数值模拟的关键技术及存在的问题。     

岩土工程勘察中存在的技术问题分析

近年来我国岩土工程施工技术取得了较快的发展,这也使其在工程建设中应用越来越广泛。岩土工程勘察主要是利用岩土力学、地球化学和工程地质等多门学科的理论知识,采用科学的勘察方法,并利用先进的勘察技术来对工程建设中涉及到与岩土工程相关的问题进行勘察,从而为工程建设提供重要的地质材料。在岩土工程勘察过程中会涉及到较多的内容,因此在具体实施过程中需要合理对岩土工程勘察过程中每一个环节进行有效控制,确保岩土工程勘察的准确性。文中从岩土工程勘察的作用入手,分析了岩土工程勘察中存在的技术问题,并进一步对解决岩土工程勘察中存在的技术问题的相关措施进行了具体的阐述。     

计算流体力学在服装传热性能评价中的应用

为突破传统实验手段与一维数学模型的局限,一些研究者提出基于计算流体力学模拟人体-服装-环境系统的热量流动与传递过程,通过计算皮肤温度、传热系数等参数的方式评价服装的传热性能。文章概述了仿真方法解决服装传热问题的流程,揭示服装及人体几何模型建立、计算模型与边界条件设定的关键;从着装人体、服装结构、防护服装功能角度回顾了传热问题的国内外研究进展;总结了常用人体热生理模型的特征,介绍了热调节-CFD耦合系统在服装传热性能评价中的应用。现有模拟方法依然存在难以完全还原纺织材料、衣下空间分布、人体热反应等真实特性的问题,建议将动网格、用户自定义函数、数值模型耦合系统等作为深入研究方向,提高仿真评价的准确性。     

Research progress of the brassiere-chest contact simulation based on the finite element mechanical model北大核心CSCD

文胸-胸部有限元力学模型可用于分析服装与人体间接触力学问题,有必要探索二者作用机制。文章从文胸-胸部有限元力学模型的构建过程出发,对文胸和胸部的几何模型构建、材料属性设置、网格划分及接触关系的研究进展进行了总结,并归纳出目前该类模型在压力分布预测、塑形效果预测和位移分布预测方面的应用。最后指出,胸部模型构成及材料属性设置不够完善、文胸模型类别单一和压力分布的探讨多集中于乳房区域是目前研究中的不足。