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A Study on Effective Compressive and Shear Properties of Tetrahedral Lattice Materials SCIE
期刊论文 | 2023 , 15 (03) | INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED MECHANICS
摘要&关键词 引用

摘要 :

Tetrahedral lattice materials can be used as the core of a sandwich structure. The properties of tetrahedral lattice materials can be controlled by modifying their geometrical parameters and relative density. In this paper, a tetrahedral lattice structure deformation mechanism-based theoretical analysis model is established to predict the effective mechanical properties of the structure under compressive and shear loadings. The ana-lytical solutions are subsequently verified by finite element analysis of a large-scale lattice material model. Based on the obtained results, the effects of the geometrical parameters, relative density, and shear deformation are discussed. At a specific relative density, as strut inclination angle increases: (1) the effective compressive modulus in the z-direction increases; (2) the effective compressive modulus in x- and y-directions, and the effective shear modulus in xy-, xz-, and yz-directions firstly increases but then decreases; (3) the effective Poisson's ratios nu zx and nu zy increase, whereas, nu xz , nu yz , nu xy ,and nu yx decrease. With an increase in relative density, the effective compressive and shearing modulus increase, the effective Poisson's ratios remain constant, nu xy and nu yx are always equal to 0 when the strut inclination angle is 45 degrees. The effect of shear deformation on the effective mechanical properties increases as the slenderness ratio increases. The predicted effec-tive properties enable the tetrahedral lattice unit cells to be treated as material in the design and analysis process.

关键词 :

finite element analysis finite element analysis effective mechanical properties effective mechanical properties Tetrahedral lattice materials Tetrahedral lattice materials analytical model analytical model multi-scale analysis multi-scale analysis

引用:

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GB/T 7714 Liu, Hui , Long, Lianchun . A Study on Effective Compressive and Shear Properties of Tetrahedral Lattice Materials [J]. | INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED MECHANICS , 2023 , 15 (03) .
MLA Liu, Hui 等. "A Study on Effective Compressive and Shear Properties of Tetrahedral Lattice Materials" . | INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED MECHANICS 15 . 03 (2023) .
APA Liu, Hui , Long, Lianchun . A Study on Effective Compressive and Shear Properties of Tetrahedral Lattice Materials . | INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED MECHANICS , 2023 , 15 (03) .
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一种基于拱结构的点阵材料 incoPat
专利 | 2022-12-08 | CN202211571591.9
摘要&关键词 引用

摘要 :

本发明公开了一种基于拱结构的点阵材料,包括N个拱形点阵单胞,每个单胞由几组带拉杆的拱结构通过相互连接构成。由单胞沿空间坐标系的x和y方向阵列一定次数后再沿z方向进行镜像和阵列构成基于拱结构的点阵材料。本发明公开的基于拱结构的点阵材料在特定荷载下是一种无矩结构,其横截面内仅存在轴向作用,能更好的发挥材料性能。其水平推力与跨度有关,跨度越小,推力越小;水平推力与高度有关,高度越大,推力越小。

引用:

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GB/T 7714 龙连春 , 刘慧 . 一种基于拱结构的点阵材料 : CN202211571591.9[P]. | 2022-12-08 .
MLA 龙连春 等. "一种基于拱结构的点阵材料" : CN202211571591.9. | 2022-12-08 .
APA 龙连春 , 刘慧 . 一种基于拱结构的点阵材料 : CN202211571591.9. | 2022-12-08 .
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一种薄膜材料接触热阻测量的实验装置及方法 incoPat
专利 | 2022-12-06 | CN202211559281.5
摘要&关键词 引用

摘要 :

本发明公开了一种薄膜材料接触热阻测量的实验装置及方法,涉及接触热阻测量技术领域,包括:真空容器、冷却系统、加热装置、数据采集装置、张力装置。真空腔内放置测试装置主体,设置观察口观测薄膜状态;通过张力辊将薄膜压在圆弧冷却器上,改变张力即可改变薄膜与冷却壁面间的压强;冷却器中循环通入冷却液,支架上安装有加热装置给薄膜加热,通过热像仪监测薄膜表面温度;数据采集装置包括多个温度传感器、薄膜压力传感器以及热像仪。在实验过程中,通过施加张力增加薄膜接触压强,利用采集到的温度数据以及压力数据进行计算,得到接触热阻。本发明设计出一种结构简单,低压强下测量薄膜材料接触热阻的装置,实验精度较高。

引用:

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GB/T 7714 龙连春 , 蔡鹏飞 , 吴奇 . 一种薄膜材料接触热阻测量的实验装置及方法 : CN202211559281.5[P]. | 2022-12-06 .
MLA 龙连春 等. "一种薄膜材料接触热阻测量的实验装置及方法" : CN202211559281.5. | 2022-12-06 .
APA 龙连春 , 蔡鹏飞 , 吴奇 . 一种薄膜材料接触热阻测量的实验装置及方法 : CN202211559281.5. | 2022-12-06 .
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增强相尺寸对颗粒增强铝基复合材料晶粒生长影响的数值模拟
会议论文 | 2021 | 北京力学会第二十七届学术年会
摘要&关键词 引用

摘要 :

颗粒增强铝基复合材料(PMMCs)展现出了优异的机械和物理性能,具有重要工程应用价值,是材料领域的研究热点之一。本文通过改进三维元胞自动机法对PMMCs的热处理过程进行模拟,研究增强相尺寸对PMMCs基体晶粒粗化的影响。选用大小为300×30×300的元胞系统,在增强相体分比为1%的情况下,仿真尺寸分别为1、2、3元胞单位的晶粒生长过程。结果显示,第二相颗粒对晶粒生长有明显抑制作用,钉扎现象有效降低了晶粒尺寸。相同浓度下第二相颗粒尺寸较小时,对晶粒生长抑制效果较好。随着颗粒尺寸的增大,颗粒稀疏性提升,晶粒粗化程度增大。

关键词 :

晶粒生长 晶粒生长 铝基复合材料 铝基复合材料 第二相颗粒 第二相颗粒 元胞自动机法 元胞自动机法

引用:

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GB/T 7714 刘林傲 , 吴奇 , 龙连春 . 增强相尺寸对颗粒增强铝基复合材料晶粒生长影响的数值模拟 [C] //北京力学会第二十七届学术年会论文集 . 2021 .
MLA 刘林傲 等. "增强相尺寸对颗粒增强铝基复合材料晶粒生长影响的数值模拟" 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
APA 刘林傲 , 吴奇 , 龙连春 . 增强相尺寸对颗粒增强铝基复合材料晶粒生长影响的数值模拟 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
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面内压缩载荷作用下加筋薄板的优化设计
会议论文 | 2021 | 北京力学会第二十七届学术年会
摘要&关键词 引用

摘要 :

加筋薄板结构由加强筋和基板组成,相对于平板,这种结构所用材料较少,并且具有更大的承载能力,因此该结构广泛应用于航空航天等工程领域。本文基于二重结构编码遗传算法和加筋薄板有限元线性屈曲分析技术,以体积为约束,结构屈曲承载力为目标,对加筋薄板在面内压缩载荷作用下进行了优化分析,提出了一种加筋薄板屈曲承载力优化的方法,为选择合适的筋条布局形式提供了研究基础。

关键词 :

屈曲承载力 屈曲承载力 加筋薄板结构 加筋薄板结构 结构优化 结构优化

引用:

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GB/T 7714 杨中樑 , 刘金坡 , 龙连春 . 面内压缩载荷作用下加筋薄板的优化设计 [C] //北京力学会第二十七届学术年会论文集 . 2021 .
MLA 杨中樑 等. "面内压缩载荷作用下加筋薄板的优化设计" 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
APA 杨中樑 , 刘金坡 , 龙连春 . 面内压缩载荷作用下加筋薄板的优化设计 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
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层状复合结构非线性磁电响应的研究
会议论文 | 2021 | 北京力学会第二十七届学术年会
摘要&关键词 引用

摘要 :

层合磁电复合材料由于结构简单、易于制备、磁电转换效率高等优点而被广泛应用于多功能器件领域。目前对层合磁电复合材料进行理论分析的模型多数局限于二维情形,其结构尺寸对磁电系数影响规律的研究多是探讨厚度方向尺寸的影响,其他两个维度尺寸的影响规律尚需进一步明晰。鉴于此,本文首先针对层合磁电复合材料的磁-力-电耦合问题建立了动态非线性三维有限元分析模型。其次,通过数值计算,得到偏置磁场及结构几何参数对磁电耦合系数的影响规律。本文采用有限元方法对叠层磁电复合材料的磁电耦合效应进行计算分析,利用COMSOL软件对外加磁场作用的三层磁电层合板结构压电层两面间的应力、感应电压及磁电耦合系数进行了数值计算。计算中...

关键词 :

非线性耦合模型 非线性耦合模型 预应力 预应力 层合结构 层合结构 磁电效应 磁电效应

引用:

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GB/T 7714 刘静毅 , 龙连春 . 层状复合结构非线性磁电响应的研究 [C] //北京力学会第二十七届学术年会论文集 . 2021 .
MLA 刘静毅 等. "层状复合结构非线性磁电响应的研究" 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
APA 刘静毅 , 龙连春 . 层状复合结构非线性磁电响应的研究 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
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多铁性复合材料环状结构非线性磁电效应研究
会议论文 | 2021 | 第十八届北方七省市区力学学会学术会议
摘要&关键词 引用

摘要 :

由于复合多铁性结构在传感、驱动和通信等众多应用中的重要性,对此类结构在不同激励下磁电行为的研究成为热点。本研究建立了一种基于有限元方法的多物理场模拟计算框架,对两种由Terfenol-D磁致伸缩环和锆钛酸铅(PZT)压电环组成的复合环状结构的非线性磁电效应进行了研究。引入考虑预应力影响的非线性磁致伸缩本构,结合线性压电本构进行结构的多场耦合计算,计算结果与已有实验结果一致性较好。预测了两层及三层PZT/Terfenol-D同心复合环结构的磁电系数。进一步计算了几何参数及动态外加磁场对复合结构磁电效应的影响,发现两层结构与三层结构中磁电响应的规律不同,量化了动态外加磁场对耦合性能的影响。阐明了用...

关键词 :

非线性 非线性 磁电复合材料 磁电复合材料 磁电耦合 磁电耦合 动态磁场 动态磁场

引用:

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GB/T 7714 刘静毅 , 龙连春 . 多铁性复合材料环状结构非线性磁电效应研究 [C] //第十八届北方七省市区力学学会学术会议论文集 . 2021 .
MLA 刘静毅 等. "多铁性复合材料环状结构非线性磁电效应研究" 第十八届北方七省市区力学学会学术会议论文集 . (2021) .
APA 刘静毅 , 龙连春 . 多铁性复合材料环状结构非线性磁电效应研究 第十八届北方七省市区力学学会学术会议论文集 . (2021) .
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多层金字塔结构等效压缩性能研究
会议论文 | 2021 | 北京力学会第二十七届学术年会
摘要&关键词 引用

摘要 :

通过数值模拟研究多层金字塔结构在平压载荷下的力学响应,探究多层金字塔结构等效平压弹性模量与结构层数n的关系。结果表明:在平压载荷下,多层金字塔结构等效平压弹性模量随着层数的增加而增大;n取奇数和偶数时,多层金字塔结构等效平压弹性模量并不完全相同。

关键词 :

等效平压弹性模量 等效平压弹性模量 多层金字塔结构 多层金字塔结构 有限元模拟 有限元模拟

引用:

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GB/T 7714 刘慧 , 崔浩然 , 龙连春 . 多层金字塔结构等效压缩性能研究 [C] //北京力学会第二十七届学术年会论文集 . 2021 .
MLA 刘慧 等. "多层金字塔结构等效压缩性能研究" 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
APA 刘慧 , 崔浩然 , 龙连春 . 多层金字塔结构等效压缩性能研究 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
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温度梯度对铝合金受热晶粒粗化影响的数值模拟研究
会议论文 | 2021 | 北京力学会第二十七届学术年会
摘要&关键词 引用

摘要 :

铝合金及以铝为基体的复合材料是一类应用广泛的重要工程材料。在材料制备、加工、服役过程中常常会经历非均匀温度场作用,温升会引起晶粒粗化并对材料性能有重要影响。在这项工作中,我们提出一个改进的三维蒙特卡罗方法(MC)来定量研究非均匀温度场与最终晶粒形貌之间的关系。以铝合金基体受热粗化为仿真研究对象,利用6系铝合金参数建立了试验计算模型,并与文献中已有的实验结果进行对比验证。仿真了不同温度场下的详细晶粒长大过程,并对不同位置的晶粒形貌进行了分析。结果表明,绝对温度和持续时间是决定最终晶粒尺寸的主要因素,温度梯度对局部晶粒形貌有重要影响。建立了温度、温度梯度与晶粒长大过程之间的关系,该模型可以应用于不...

关键词 :

晶粒粗化 晶粒粗化 温度梯度 温度梯度 蒙特卡洛方法 蒙特卡洛方法 铝合金 铝合金

引用:

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GB/T 7714 吴奇 , 李嘉楠 , 龙连春 . 温度梯度对铝合金受热晶粒粗化影响的数值模拟研究 [C] //北京力学会第二十七届学术年会论文集 . 2021 .
MLA 吴奇 等. "温度梯度对铝合金受热晶粒粗化影响的数值模拟研究" 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
APA 吴奇 , 李嘉楠 , 龙连春 . 温度梯度对铝合金受热晶粒粗化影响的数值模拟研究 北京力学会第二十七届学术年会论文集 . (2021) .
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油田高压注水复合管线连接方式设计及仿真分析
会议论文 | 2021 | 第十八届北方七省市区力学学会学术会议
摘要&关键词 引用

摘要 :

油田高压注水的地面管线普遍采用钢质无内防的管材,注水过程中腐蚀性离子造成管线穿孔问题,对生产造成了极大影响,同时会造成环境污染。将HDPE内衬材料引入到注水管线中,解决传统单一管线容易被腐蚀、注入水泄漏等问题是近年来发展起来的新技术,并在多个项目获得成功应用。本文以小口径89mm复合管线为研究对象,建立了法兰连接复合管线有限元分析模型,以流固耦合理论为基础,基于ANSYS Workbench对法兰连接复合管线进行了有限元分析,得到了管线连接件及内衬的应力分布情况,为油田高压注水复合管线的实际应用提供了指导。

关键词 :

法兰连接 法兰连接 油田高压注水 油田高压注水 HDPE内衬 HDPE内衬 ANSYS Workbench ANSYS Workbench

引用:

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GB/T 7714 吴雨泽 , 龙连春 . 油田高压注水复合管线连接方式设计及仿真分析 [C] //第十八届北方七省市区力学学会学术会议论文集 . 2021 .
MLA 吴雨泽 等. "油田高压注水复合管线连接方式设计及仿真分析" 第十八届北方七省市区力学学会学术会议论文集 . (2021) .
APA 吴雨泽 , 龙连春 . 油田高压注水复合管线连接方式设计及仿真分析 第十八届北方七省市区力学学会学术会议论文集 . (2021) .
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