国家自然科学基金(10672059)
- 作品数：11 被引量：51H指数：4
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- 热力耦合作用下双层碳纳米管的扭转屈曲
- 碳纳米管具有许多优异的力学、电学和化学性能,具有很高的强度和韧性,可以预见,将碳纳米管作为复合材料的增强体可以表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性和各向异性.因此,碳纳米管基础力学行为的研究近年来受到了人们的广泛关注。
- 韩强姚小虎
- 文献传递
- 侧压下含缺陷功能梯度材料圆柱壳的屈曲被引量：1
- 2008年
- 采用圆柱壳Donnell方程和前屈曲一致理论,在计及前屈曲效应的基础上,研究了侧压载荷作用下含缺陷功能梯度材料圆柱壳的屈曲问题,结合伽辽金原理,得到了功能梯度材料圆柱壳的临界屈曲条件.文中还研究了均匀温升的热环境对结构屈曲的影响,分析中考虑了材料的物性温度相关性.数值结果表明:侧压载荷作用下,功能梯度材料圆柱壳的临界载荷受结构尺寸参数的影响很大,随着壳体长径比的减小或厚径比的增大,临界载荷增加较大;同时,临界载荷随陶瓷组分混合比率的增大而增大,随缺陷幅值或环境温升的增大而有所减小.热分析结果表明,在一定温度范围内,陶瓷含量较多的壳体的临界承载力受温升的影响较小.
- 黄怀纬韩强
- 关键词：功能梯度材料圆柱壳侧压屈曲
- 单、双原子空位缺陷对扶手椅型单层碳纳米管屈曲性能的不同影响被引量：7
- 2008年
- 采用分子动力学方法,对完善和含缺陷扶手椅型单层碳纳米管进行轴向压缩的数值模拟,对比研究三种不同的温度环境下单、双原子空位缺陷对碳纳米管轴压变形性能的特殊影响.研究结果表明管壁缺陷显著降低了纳米管低温时的承载能力,由于单原子空位缺陷造成的特殊应力集中效应会引发纳米管过早发生局部屈曲,单原子缺陷管的屈曲强度反而小于双原子管的屈曲强度.
- 辛浩韩强姚小虎
- 关键词：分子动力学碳纳米管屈曲
- 飞机圆弧风挡的抗鸟撞击问题研究被引量：4
- 2007年
- 完成了国产某型飞机圆弧风挡的抗鸟撞击实验,得到了风挡抗鸟撞击的临界速度及关键点的位移、应变时程曲线等数据.在实验研究的基础上,建立了飞机风挡及其相关部件的全尺寸有限元模型,应用非线性有限元程序LS-DYNA3D对整个鸟撞击过程进行了数值模拟.对比风挡和鸟体的变形过程以及位移和应变的动态时程曲线可知,实验结果和数值结果吻合较好.文中同时给出了不同速度下撞击力随时间的变化曲线,分析了圆弧风挡在经受鸟体撞击时发生破坏的可能位置.
- 姚小虎韩强赵隆茂杨桂通
- 关键词：鸟撞击圆弧风挡数值模拟
- 单壁碳纳米管非线性力学行为的数值模拟被引量：10
- 2008年
- 单壁碳纳米管的力学行为是纳米复合材料和纳米器械的基本问题之一.使用有限元方法系统地研究了单壁碳纳米管的轴压和纯弯变形,并将有限元模拟结果和分子动力学模拟结果进行了比较.研究结果表明单壁碳纳米管的轴压屈曲载荷受直径变化的影响;单壁碳纳米管在弯曲载荷作用下的屈曲和后屈曲行为强烈地依赖于管长和管径的变化,合理地选择碳纳米管的弹性模量和壁厚,有限元方法能够很好地解释碳纳米管的屈曲机理.研究大尺度的纳米力学问题时,有限元方法将会成为更加准确、快捷的数值模拟方法.
- 姚小虎韩强辛浩
- 关键词：单壁碳纳米管非线性力学行为有限元
- 缺陷对单层碳纳米管轴压屈曲性能的影响被引量：2
- 2008年
- 采用分子动力学方法,分别对含单、双原子空位缺陷的扶手椅形单层碳纳米管及其完善结构进行轴向压缩的数值模拟,对比两种长度纳米管在不同温度下的承载性能.模拟结果表明:温度越低、碳纳米管越长,完善纳米管屈曲强度的温度依赖性越显著;管壁缺陷显著降低了单层碳纳米管的承载能力,而且含缺陷碳纳米管的屈曲性能对温度变化并不敏感.
- 辛浩韩强姚小虎
- 关键词：碳纳米管分子动力学屈曲温度
- 弹性介质中多壁碳纳米管扭转屈曲的近似分析
- 2008年
- 研究了弹性介质中多壁碳纳米管的扭转屈曲,同时考虑了周边弹性介质和范德华力的影响.运用连续介质力学理论,提出了分析多壁碳纳米管扭转屈曲的多层弹性壳模型.基于这一模型,给出了用较少层的弹性壳模型代替多壁碳纳米管的近似分析方法.当N层碳纳米管的径厚比大于5时,N层碳纳米管可以近似地等效于一个单壁碳纳米管,其等效弯曲刚度和厚度分别是单壁碳纳米管的(10N-9)倍和N倍.最后,通过数值计算估计了多壁碳纳米管的临界屈曲扭矩.结果表明,该近似方法是简单、有效的.
- 姚小虎韩强李兰芳
- 关键词：碳纳米管屈曲弹性介质WINKLER模型范德华力
- 五转向架城轨磁浮车辆的动力学被引量：4
- 2010年
- 为了研究城轨磁浮车辆的动力学特性,利用Catia及ADAMS软件,通过合理简化,建立了五转向架城轨磁浮车辆的动力学虚拟样机模型,并对该模型进行了两种工况下的数值仿真.在静悬浮工况下,车体在垂向、横向和纵向都产生振动,但以垂向振动为主,通过分析垂向振动参数,证明车辆具有较好的平顺性指标.在R70m的弯道工况下,仿真值与计算值基本一致,验证了模型的正确性.
- 韩强阳奕鹏姚小虎刘晓明胡伯仁
- 关键词：转向架磁浮车辆动力学数值仿真
- 阶跃荷载下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力稳定性被引量：2
- 2009年
- 针对阶跃轴压和阶跃侧压下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力屈曲问题,由能量原理推导非线性动力平衡方程,采用变步长四阶Rugge-Kutta法进行求解,得到结构的响应曲线,结合B-R动力屈曲准则给出屈曲临界状态.数值结果表明:阶跃荷载下结构变形存在一占优模态,该模态相应的结构响应发生最早,且幅值最大;阶跃轴压和侧压荷载下结构的非线性动力屈曲荷载与其相应的线性静力屈曲荷载十分接近;在阶跃轴压荷载情况下,动力荷载将激发比静力荷载更高阶的屈曲模态;增加陶瓷组分含量将提高结构的动力屈曲荷载;线性温度分布与实际热传导温度场得到的临界荷载较为接近。
- 黄怀纬韩强
- 关键词：功能梯度材料圆柱壳动力屈曲非线性
- 温度梯度下功能梯度材料圆柱壳的热屈曲被引量：9
- 2009年
- 采用能量法研究了不同温度梯度下功能梯度材料圆柱壳的热屈曲行为.屈曲临界条件由里兹法得到;由于材料属性和温度的耦合效应,临界温升通过迭代算法求得.讨论了两种温度梯度形式以及物性温度相关性对临界温升的影响.数值结果表明:功能梯度材料的组分参数只在一定小范围内对临界温升有显著影响,而结构尺寸参数对其影响较大;在功能梯度材料圆柱壳热屈曲分析中必须考虑物性温度相关性,否则将高估临界温升;若采用抛物型温度场来代替实际的热传导温度场,临界温升在陶瓷含量较多且壳厚较小的情况下,将可能被低估,而在金属含量较多且壳厚较大的情况下,却可能被高估.
- 黄怀纬韩强冯能文樊学军
- 关键词：功能梯度材料圆柱壳热屈曲温度梯度
