多相固体的本构等效问题

本文讨论了多相固体的本构等效理论和应用分析方法,提出多相体的等效变形梯度、等效应变、等效第一类P-K应力和等效应力的表面位移和表面力的定义式,使能考虑相间结合缺陷引起的位移间断情况。文章论证了所述等效理论具有的形变功率等值性和线弹性条件下的应变能等值性。作为例子,文章介绍了空心微珠复合材料考虑相间结合缺陷的等效杨氏模量计算式。     

水凝胶在多相离子溶液中的力-电-化学行为

为分析多相离子溶液中智能材料水凝胶的力电化学耦合行为,提出了一种简单耦合分析方法.该方法将多相混合介质理论的基本方程分解为具有简单耦合关系的两个问题电化学平衡问题和两相流动问题.以稳态压差下的渗透问题为算例,对生物软组织材料和水凝胶的力电化学响应进行了数值分析.计算结果表明,该方法能有效地分析生物软组织材料的响应并对水凝胶的响应提出预测.     

层合板在低速冲击载荷作用下本构方程的研究

纤维增强复合材料层合板的冲击响应是一个兼有几何非线性、材料非线性、接触非线性的复杂过程。本文采用连续介质力学,对层合板的运动、变形进行描述,给出了冲击系统的有限元列式。在此基础上,通过建立壳局部坐标系与参考坐标系之间的转换矩阵,导出有限应变低阶壳单元在显式分析中的应力更新方法,为进一步研究复合材料的动态力学行为提供一个新思路。     

铁电材料非线性力电耦合特性的模拟计算

铁电材料具有独特的内部结构 ,在外加力、电场的作用下 ,由于电畴的反转而表现出非线性滞回特性。基于单晶的本构行为 ,发展了针对铁电陶瓷性能的计算方法 ,计及了四方结构铁电多晶材料中晶粒与基体间相互的能量作用 ,考虑了 90°及 180°反转的不同能量限值 ,计算结果表明该模型能较好地描述铁电材料的非线性行为。     

煤岩电磁辐射的力-电耦合模型

基于煤岩电磁辐射的力-电耦合机理和统计损伤力学理论,建立了煤岩电磁辐射的力-电耦合模型,并通过对Weibull形态参数m值的模拟研究,修正了煤岩电磁辐射力-电耦合模型,使其更具有准确性和实用性。运用修正后的煤岩电磁辐射力-电耦合模型对不同煤岩试样的m值及电磁辐射进行了模拟,煤岩电磁辐射的模拟结果与实验测试结果一致。     

电磁固体力——磁——电作用的耦合效应

详细介绍了兰州大学电磁固体结构力学研究组近年来在铁磁弹性结构力磁耦合模型建立与定量分析、超导载流磁体磁弹性行为模拟、磁悬浮列车动力控制稳定性与仿真以及压电型智能结构主动控制和小波方法等方面的研究工作和成果。     

电-力耦合场下导电弹性介质的表面失稳

文章利用线性摄动理论,对扩散调控的弹性固体表面在受到单向均匀远场应力和电场的作用下进行了研究;采用线性稳定性分析得到了临界失稳波长,得出了摄动增长率随扰动波数的变化曲线;在分析过程中,考虑了弹性应变能、表面能和静电能的共同作用.分析结果表明,表面能总是抑制表面失稳,弹性应变能促进表面失稳,而静电能有利于表面失稳.表面形态的演化是由于几种能量相互竞争导致的结果,最终趋于总自由能最小.通过机械应力和电应力调控的表面自组装可以生成周期性纳米结构,从而为纳电设备的制造提供模板.     

基于渐进均匀化的力-电-热耦合光滑有限元法研究

针对基于微观结构的力-电-热多物理场耦合压电复合材料的力学特性分析问题,基于压电复合材料的基本方程和力-电-热多物理场耦合效应,结合渐进均匀化方法预测的压电复合材料有效性能参数,提出基于渐进均匀化的力-电-热耦合光滑有限元法;推导力-电-热耦合光滑有限元的动力学控制方程,并运用Wilson-θ法对压电复合材料结构动力学问题进行求解,研究温度变化对结构固有频率和动力学响应的影响,并将其结果与有限元法的求解结果进行对比,验证该方法的正确性和有效性。研究结果表明：本文方法所得结果与有限元法所得结果较一致,且具有较好的收敛性和较高的精度;该方法对分析压电复合材料元器件的多物理场耦合力学特性具有广阔的应用前景。     

小周期结构磁-力-电耦合问题的高阶双尺度渐近分析

磁-力-电材料在工业和工程领域有广泛的应用,文章通过高阶双尺度方法分析了磁-力-电耦合问题的高阶双尺度渐近展开式,得到了问题的均匀化常数与均匀化方程,并构造了其二阶双尺度近似解,最后利用双尺度方法形式地分析了近似解的渐近误差估计。     

压电／铁电陶瓷材料夹杂问题的力电耦合场

无限大基体中的椭球体夹杂问题是细观力学的核心问题。采用Eshelby方法，得到通过Green函数表征的压电Eshelby张量的表达关系；进而推导以应变及电位移为自变量的无限大基体中的同性及异性椭球体夹杂的力电耦合场问题解以及压电夹杂的约束张量。为建立铁电材料电畴翻转模型及材料的非线性力电耦合本构关系奠定基础。     

混合动力电动汽车机电耦合系统归类分析

对混合动力电动汽车机电耦合系统的归类进行分析.依据其数学模型归纳耦合条件,建立分类规则,并按此规则将其分为转矩耦合、转速耦合和功率耦合3种基本类型.应用上述定义和规则对目前国内外出现的各种典型系统进行了分析,并对3种基本类型的耦合系统及双模式耦合系统进行了评价.结果表明,功率耦合系统和双模式耦合系统具有良好的节能潜力和发展前景.     

电磁法流动成像测量软场问题研究

电磁法流动成像测量具有“软场”特性,致使管道中央物场测量灵敏度不高。通过研究分析电磁法成像测量软场形成机理及其特征,提出一种改善测量电磁场探测特性的解决方法。实验结果表明,该方法可以有效克服测量过程中软场特性的不利影响,显提高多相流动截面成像的分辨率。     

高温下混凝土多相耦合模型数值求解

随着混凝土,特别是高性能混凝土(HPC)在工程中的推广和应用,建立其在不同自然和工程条件下的数学模型,模拟其中发生、发展的物理-化学现象与耦合过程,具有重要科学意义和经济效益.将混凝土材料模型化为非饱和多孔多相系统,基于含有多相流体的变形多孔介质的质量、动量和能量守恒方程,建立高温下混凝土热—湿—气—力学多相耦合数学模型.采用有限单元法进行空间数值离散、时域差分法进行迭代求解,为进一步实现高温下(低于孔隙水的临界温度647.3 K)混凝土的多相耦合行为模拟、分析其中的控制机理提供理论基础及可行性论证.     

桩锤同步振动系统的机电耦合特性及同步控制

控制同步是实现多锤联动的有效方式之一.针对目前存在的两台桩锤控制同步时出现的机电耦合现象,建立了打桩过程中的"锤-桩-土"系统的动力学数学模型,并构建了两桩锤同步振动系统的机电耦合模型,在此基础上进行了数值仿真分析,发现机电耦合的结果是在一定的条件下出现自同步现象.对机电耦合下的同步控制策略与算法进行了研究,确立了"虚拟主令+比例-积分-微分算法(PID)"的控制方式,最后通过试验验证了机电耦合规律的正确性及同步控制策略与算法的有效性,控制同步的精度可以满足工程应用.     

局部扭转形变下典型armchair型石墨烯纳米带的力电特性

将密度泛函理论与非平衡格林函数方法相结合,选取了宽度为11根碳原子链、边缘H钝化的armchair型石墨烯纳米带为模型,系统研究了局部扭转形变对石墨烯纳米带力电特性的影响.结果表明,随着扭转角度的增加,armchair型石墨烯纳米带的结构依次经历了弹性形变、塑性形变直至完全断裂.局部扭转形变对armchair型石墨烯纳米带的力电特性有显著影响,表现出了依赖于形变过程的输运谱和伏安特性.     

基于Matlab的中厚板轧机机电扭振系统模型仿真

采用理论分析和数值计算相结合的方法建立了中厚板轧机机电扭振数学模型,通过对该模型的求解,得到系统在过渡过程中的全部响应,且对轧机在轧制过程中的主传动系统的间隙和打滑两种状态进行了分析,并对此进行了计算机仿真研究.结果表明:理论计算与现场测试是一致的,这能够更为准确地得出其拖动过程的各种响应状态;同时为进一步分析设备运行中存在的问题以及设备传动系统的优化设计提供了更为有力的工具.     

时域有限差分法中有耗媒质的介电常数

本文提出了一种在宽频带范围内逼近有耗媒质介电常数的方法，该方法与（ＦＤ）２ＴＤ法给合非常适用有耗媒质瞬态特性的分析。文中计算了一种有耗媒质的反射系数，并与通常的ＦＤＴＤ法计算结果进行了比较，结果表明在精度方面本文方法优于通常的ＦＤＴＤ法。     

谐波电流分量对平整机工作影响分析

从复杂机电系统机电耦合角度探讨了引起平整机带材横振纹的因素 ,研究了电气传动系统电流谐波分量对平整机组的影响 ;此外 ,结合CM0 4平整机组电气传动系统结构和工作状态的特点 ,分析了主回路电流谐波分量作为“干扰”信号 ,经控制回路作用对平整机机械主体运动的影响 .研究结果表明 :大功率电流谐波分量对系统的扰动是平整的原因之一 .通过调整滤波和控制系统参数能够减轻或消除振动 .     

环己烷连续脱氢反应研究

以Raney-Ni为催化剂,在多相态反应模式下,对环己烷多滴连续进料的脱氢反应过程进行了研究,考察了单滴反应液用量对环己烷脱氢速率和脱氢转化率的影响.实验发现,当环己烷单滴用量较小时,前一滴环己烷的脱氢反应对后续加入的环己烷的脱氢反应基本没有影响,但当单滴用量较大时,后续加入的环己烷在脱氢量及脱氢速率方面明显下降.通过对实验过程的分析认为,多相态反应模式的关键是对系统能量平衡的控制.