三维多晶体材料微结构的力学响应计算

材料微结构细观力学响应的数值计算对于识别"材料结构弱点",评估微裂纹的启裂、扩展,预测微结构材料损伤后的材料性能,推演"微结构虚拟失效"行为具有重要的意义.利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言程序设计、Python脚本语言混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,从而有效地实现三维多晶体材料微结构的细观应力响应计算.     

二维复合材料微结构的力学响应计算

复合材料的力学响应数值计算对于多元多向异质体材料微结构的"性能导向型"设计、材料微结构失效的评估与预测具有重要的意义.利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出二维复合材料微结构的代表性体积单元,通过C语言、Python脚本混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,使之用于复合材料微结构几何模型的建立、材料属性与晶粒取向的赋值、边界条件的定义以及有限元网格的划分,从而有效地实现二维复合材料微结构的细观应力响应计算.     

二维多晶体材料微结构的力学响应计算

为了研究二维多晶体材料微结构细观尺度的力学性能和失效行为,将材料微结构细观力学响应的数值计算建立在材料微观组织结构的代表性体积单元(RVE)上.利用已开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出二维多晶体材料微结构模型,采用C程序设计和Python脚本语言混合编程的方法,开发出用于材料微结构有限元网格划分与细观应力响应计算的软件AutoRVE,这对评估微裂纹的启裂、扩展,预测复合材料微结构材料损伤后的材料性能,推演微结构"虚拟失效"行为具有指导意义.     

晶体学取向对多晶体材料微结构力学行为的影响

现代材料设计和制备,对材料性能的要求愈来愈高,对寿命估测准确程度的要求也日益严格。基于材料细观尺度层次的性能预测并以此控制材抖的宏观性能,是解决这一问题的一个有效途径。利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言、Python脚本混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,使之用于多晶体材料微结构几何模型的建立、材料属性与晶粒取向的赋值、边界条件的定义以及有限元网格的划分,自主开发软件AutoORI对其生成的INP文件进行一系列修改实现晶体学取向的自动替换从而预测其晶体学取向对其微结构力学行为的影响。     

多年冻土地区沥青路面结构响应分析

采用ABAQUS软件进行了多年冻土地区不同沥青路面结构响应分析.分析结果表明,路基融沉深度决定了路面位移的大小,路面结构形式对路面位移影响不大,而路面基层底部拉应力主要受路面结构形式影响.随着融沉深度增加,路面位移显著增加.级配碎石基层路面层底拉应力最小,沥青稳定基层路面层底拉应力与其相当,而半刚性基层路面层底拉应力最大.考虑到级配碎石基层的强透水性、低抵抗重载交通能力等缺点,提出沥青稳定基层更适合于多年冻土地区.     

ABAQUS前处理程序二次开发在多晶体材料微结构建模中的应用

虚拟失效分析是联系材料的性能设计与材料微结构失效行为预测的有效方法。文章使用ABAQUS脚本语言开发了一系列程序,用于建立多晶体材料微结构的几何模型和有限元计算网格,解决了包含大量晶粒、几何模型很复杂的多晶体材料微结构建模时的繁琐重复的问题。为材料微结构虚拟失效分析奠定了坚实的基础。     

三维编织C/C复合材料界面相各向异性性能数值设计与表征

三维编织C/C复合材料在制备过程时会存在于基体中,纤维上的缺陷以及界面相的异构。从界面相的异构出发,通过计算机来模拟带有界面相异构的三维编织C/C复合材料模型,预测复合材料在具有界面相异构下的结果,为研究具有不同形式微结构的编织复合材料本构关系,预测编织复合材料的弹性力学行为,搞清不同微结构对应的破坏模式和破坏机理提供参考。     

粉末冶金Al-10%Ti复合材料的力学和耐磨性能

文章采用“冷压烧结+热挤压”的粉末冶金法制备出Al—10％Ti复合材料,研究了Al—10％Ti复合材料的孔隙率、抗拉强度、伸长率、硬度和耐磨行为。结果表明:与Al相比,Al-10％Ti复合材料的孔隙率较高,抗拉强度和伸长率较低,硬度和耐磨性较高;Al-10％Ti复合材料的磨损体积损失分别是Al的1/22.3及Qsn6.5-0.4的1/14.8,其磨损表面呈Al基体+Ti颗粒+孔隙的耐磨组织。     

粉末冶金Al-10％Ti复合材料的力学和耐磨性能

章采用“冷压烧结 热挤压”的粉末冶金法制备出Al—10％Ti复合材料，研究了Al—10％Ti复合材料的孔隙率、抗拉强度、伸长率、硬度和耐磨行为。结果表明：与灿相比，Al—10％Ti复合材料的孔隙率较高，抗拉强度和伸长率较低，硬度和耐磨性较高；Al—10％Ti复合材料的磨损体积损失分别是Al的1／22．3及QSn6．5—0．4的1／14．8，其磨损表面呈Al基体 Ti颗粒 孔隙的耐磨组织。     

多晶体材料二维微观组织结构的计算机重构

介绍了用于多晶体材料微观组织结构重构的软件MSCopier（二维版）的设计思想．该软件能够对多晶体材料各个晶粒的几何形状进行识别,并运用了多边形裁剪算法,可将实际晶粒的几何形状处理成对应的凸多边形,完成了多晶体材料的微观组织结构的计算机重构,实现了多晶体材料微观组织的可视化,成功地实现了多晶体材料二维微观组织结构的计算机重构,为采用数值化技术对多晶体集合进行定量分析创造了条件．     

ABAQUS二次开发在动态剪切挤压连接仿真中的应用

针对在采用有限元软件分析多参数变化对研究对象的影响时往往需要反复建模、重复定义、修改参数等问题,提出了改进的编程方法和图形用户界面建立方法.以中间坯动态剪切挤压连接为例,基于Python语言对ABAQUS前处理进行了二次开发,编写了动态剪切挤压连接仿真模拟的内核脚本程序,借助RSG插件建立了动态剪切挤压连接的图形用户界...     

计算机模拟材料组织结构的程序设计

介绍了将由分层切片技术得到的物体的一系列平面图形,转变成为与实际相符合的立体结构的模拟程序设计．通过在相邻截面间建立距离最小点之间的匹配关系,从而确定出物体的空间立体结构,使不能直接被观察的材料内部的立体信息可以直观地显现出来,为进一步研究、评测和设计材料的性能提供技术平台．     

辅助胶凝材料改善砼微观结构的研究

以掺加复合掺合料制成的高性能细石混凝土和普通硅酸盐水泥制成的细石混凝土作为研究对象,在混凝土试样平整断面上先镀碳膜,再镀金属膜,通过扫描电镜的手段,研究了细石混凝土中的Ca(OH)2和C-S-H的形貌特征.结果表明,掺加粉煤灰后,明显取向生长的六角板状Ca(OH)2晶体数减少,C-S-H的生成量增多,混凝土内部的孔洞减少,密实性提高.说明粉煤灰的二次水化能够有效地与Ca(OH)2反应,有效改善其界面结构;矿粉也能与Ca(OH)2反应,使混凝土内部生成更多的C-S-H填充孔洞,生成有利于混凝土过渡层的大量水化物;复合掺加矿粉与粉煤灰优于单掺粉煤灰或矿粉,有效地改善了混凝土的微观结构.     

Sintering behavior of Cr in different atmospheres and its effect on the microstructure and properties of copper-based composite materials

Copper matrix composites consisting of chromium (Cr) or ferrochrome (Cr-Fe) as strengthening elements and molybdenum disulfide as a lubricant had been sintered in nitrogen and hydrogen atmosphere, respectively. Their morphology and energy-dispersive X-ray spectrometry (EDS) analysis showed that serious interaction occurred between MoS₂ and Cr (or Cr-Fe) particles when the samples were sintered in hydrogen atmosphere. Chromium sulfide compound (Cr_xS_y) was formed as a reaction product, which decreased the density and strength of the composites remarkably. This interaction was inhibited when the samples were sintered in nitrogen atmosphere; thus, the mechanical properties of the composites were improved.     

珍珠母堆垛微结构的力学性能和热稳定性

一直以来,软体动物贝壳内的珍珠母因为其由文石片和片间有机基质薄层堆垛而成的微结构及其卓越的力学行为而广受关注,但对贝壳珍珠母的多级结构,尤其是其中的两级有机基质结构的力学功能研究甚少.本文通过机械载荷和温度载荷组合来研究皱纹盘鲍（Haliotis Discus Hannai）贝壳内的珍珠母的结构和力学特性关联.发现文石片层间的有机基质的热解有效降低了珍珠母堆垛微结构的强度和韧性,并在250℃时使珍珠母的层叠堆垛结构完全崩溃,此时有机基质的热解量约为1.7wt%,仅为有机基质总量的40%.而力学性能试验比较发现,珍珠母堆垛微结构的热稳定远低于其基本组成单元——文石片纳米复合结构.另外,尽管有机基质薄层的黏着作用对珍珠母的力学性能具有积极意义,但珍珠母微结构本身的逐层交错堆垛设计机制是影响其刚度的决定性因素.