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一种平纹编织复合材料的三维通用单胞模型被引量：8: 2019年; 为了解决采用通用单胞(GMC)方法开展编织复合材料多尺度模拟的技术难题,发展了一种三维通用单胞模型,可用于二维平纹编织复合材料的多尺度模拟。概述了三维通用单胞方法的基本理论和求解流程;基于对二维平纹编织复合材料细观结构特征分析,建立了其三维通用单胞模型,并通过与传统有限元单胞模型的宏细观力学响应分析计算结果对比,验证了所建模型的正确性。采用基于通用单胞模型的有限元多尺度模拟方法,开展了二维平纹编织复合材料平板试件的模态分析。与试验结果对比表明,采用所建立的通用单胞模型预测得到的前五阶固有频率绝大部分的精度较传统有限元方法有了明显提升。该方法的优势在于可以基于通用单胞模型开展多尺度模拟,进而研究宏细观力学响应的相互关联。; 胡殿印杨尧郭小军张龙王荣桥; 关键词：复合材料平纹编织模态分析通用单胞模型

弱界面黏结通用单胞模型数值分析被引量：1: 2009年; 为考查通用单胞模型和弱界面分离模型模拟复合材料界面脱黏的有效性,考虑了柔性界面,常响应界面和渐进适应界面三种不同的界面分离模型,并分析了界面对材料性能的影响.计算结果表明,将界面分离模型集成到通用单胞模型中,增强了通用单胞模型的适用范围和对复合材料力学响应特性的模拟分析能力.; 高希光孙志刚廉英奇宋迎东朱如鹏; 关键词：复合材料通用单胞模型数值模拟

弱界面黏结通用单胞模型理论及应用被引量：3: 2009年; 将通用单胞模型与弱界面分离模型结合.首先推导了增量型通用单胞模型计算公式,然后采用界面位移公式对平均位移连续条件进行改造,建立子胞平均应变增量和宏观应变增量的函数关系.应用子胞增量本构方程得到子胞平均应力增量表达式,采用均匀化方法获得宏观应力增量表达式.最后采用渐进适应界面模型模拟了长纤维复合材料的横向拉伸过程.算例分析表明,将界面分离模型和通用单胞模型结合能较好地模拟复合材料在拉伸载荷下的宏观响应.; 高希光孙志刚廉英琦宋迎东朱如鹏; 关键词：复合材料弱界面通用单胞模型计算机模拟

基于高精度通用单胞模型的材料细观结构拓扑优化设计: 2009年; 利用高精度通用单胞模型(HFGMC)建立了材料的宏观力学性能与细观拓扑结构之间的关系,采用遗传算法进行细观结构优化设计。以材料的极限剪切模量或体积模量为优化目标,从随机的细观结构出发,对实体材料体积分数进行约束,采用遗传算法进行优化,获得了满足设计要求的细观拓扑结构。利用细观结构的对称性减小了设计变量的规模,并对遗传算法的交叉过程进行了改进,有效提高了优化效率。以单相材料为例,验证了所提优化方法的有效性。; 孙杰孙志刚宋迎东高希光; 关键词：细观结构拓扑优化遗传算法剪切模量

改进的三维高精度通用单胞模型被引量：4: 2008年; 基于复合材料细观力学周期性假设,对高精度通用单胞模型进行了改进,并推广到三维。模型中用界面的平均量代替细观位移函数中解系数,并利用细观单元力学方程的分析与求解,建立了细观平均量与复合材料宏观平均量间的联系.改进的高精度通用单胞模型的求解方程数目减少了大约55%,求解时间缩短,并且消除了亚子胞的概念.算例分析表明该模型的计算结果与细观有限元结果具有较好的一致性.; 孙志刚高希光宋迎东胡绪腾; 关键词：复合材料细观力学

改进的二维高精度通用单胞模型被引量：12: 2005年; 基于复合材料细观力学周期性假设,利用高阶理论的改进算法,对高精度通用单胞模型的计算方法进行了改进.模型中用界面的平均量代替细观位移函数中解系数,并利用细观单元力学方程的分析与求解,建立了细观平均量与复合材料宏观平均量间的联系.改进高精度通用单胞模型的求解方程数目减少了大约60%,求解时间大大缩短;并且消除了亚子胞的概念,同时解耦了横向与纵向的方程.该模型的计算结果与试验结果及理论计算结果具有较好的一致性.; 孙志刚宋迎东高德平; 关键词：复合材料通用单胞模型细观力学

改进算法的三维通用单胞模型及其应用被引量：6: 2005年; 基于应力为未知量的二维通用单胞模型改进算法在保证计算精度的前提下,可以提高计算效率,本文把该方法推广到三维,并利用该三维模型计算了颗粒增强复合材料力学性能。计算结果表明,该模型能够较准确的预测颗粒增强复合材料以及复杂随机纤维分配复合材料弹性系数及其对称性,并且随着划分子胞数目的增加,预测的弹性系数对称性越明显;同时,计算得到的剪切模量与E/(2(1+μ))比相对其它弹性系数比的误差大。; 孙志刚宋迎东高希光高德平; 关键词：通用单胞模型颗粒增强复合材料力学性能

通用单胞模型预测纤维增强钛基复合材料弹性性能: 本文介绍子通用单胞本构模型(GMC)的主要思想,编写了3×3子胞的GMC模型计算程序.以siC增强的Ti基复合材料为例计算分析了其有效弹性性能,与经典的Eshelby方法对比结果表明:3×3子胞的GMC模型具有足够的计算...; 宋迎东雷友锋高德平华先铎龙振军; 关键词：航空发动机弹性性能本构模型细观力学钛基复合材料; 文献传递

碳/碳缎纹机织复合材料弹性性能数值模拟: 2017年; 针对碳/碳八枚五飞缎纹机织复合材料的数值模拟工作,在保证精度的前提条件下为提高计算效率,基于该复合材料的细观结构,采用通用单胞模型模拟其弹性性能。将该方法和矩形单胞模拟计算方法进行比较,结果表明,两种方法的计算结果相近,但是通用单胞模型可以减小建模工作量,降低网格划分的难度,提高计算效率,是一种较为合理高效的建模分析方法。此外,该建模分析方法也可用于其他缎纹机织复合材料的力学性能分析。; 王玉青梁珩童明波; 关键词：机织复合材料缎纹单胞通用单胞模型

复合材料风电叶片细观失效准则及其损伤演化被引量：5: 2014年; 针对复合材料风电叶片在实际使用过程常常出现损伤的问题,提出一种基于细观失效准则的复合材料细观损伤分析模型。采用通用单胞模型(Generalized method of cells,GMC)对具有周期性的单向复合材料层合板进行细观建模,并且引入基于Huang模型的细观失效准则和刚度退化准则,从细观层面上分别对纤维和基体的失效模式进行表征,对4种单向复合材料层合板的渐进损伤过程进行数值模拟。在试验验证过程中,先对两种不同状态(含损伤和无损伤)的复合材料风电叶片进行了静力加载试验,采用光纤光栅传感器监测损伤对风电叶片应变的影响;然后通过典型的单向层合板的拉伸破坏试验得到的应变曲线来验证本算法的有效性。结果表明:当复合材料风电叶片中存在损伤时,将降低其承载能力,并且应变值变化明显,可以通过应变来监测叶片的健康状态;提出的模型能够通过得到的应变曲线准确地预测单向复合材料层合板的力学性能和破坏强度值。; 朱小军陈雪峰翟智田绍华何正嘉; 关键词：风电叶片复合材料通用单胞模型光纤光栅传感器

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