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复合材料的分散均匀化模型及其RVE的存在性。 (英语) Zbl 1489.74048号

摘要:研究了考虑复合材料中波频散的渐近均匀化模型。在这种方法中,微观结构通过非均匀性引起的波色散的影响的特征是由“色散张量”缩放的加速度梯度项。该弥散张量是在统计等效的代表性体积元素(RVE)中计算的。研究了一维和二维弹性波传播问题。结果表明,色散多尺度模型在捕捉非均匀材料的动态响应方面比非色散模型有了很大的改进。为了测试单向纤维增强复合材料真实微观结构的RVE的存在,进行了统计研究,以计算随着微观结构尺寸的增加而均匀化的性能。发现色散张量的收敛性对空间分布模式很敏感。对具有真实空间分布的复合材料微观结构的校准研究表明,尽管只有相对较大的微观模型才存在收敛性。

理学硕士:

2005年第74季度 固体力学平衡问题中的均匀化
74E30型 复合材料和混合物特性
74E05型 固体力学中的不均匀性
74J10型 固体力学中的体波

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全文: 内政部

参考文献:

[1] 风扇,Jt;Weerheijm,J。;Sluys,Lj,玻璃-聚合物系统在不同应变率下的压缩响应,Mech Mater,95,49-59(2016)
[2] 风扇,Jt;Weerheijm,J。;Sluys,Lj,多颗粒聚合物系统在不同应变率下的压缩响应,polymer,91,62-73(2016)
[3] Shams,A。;Panteghini,A。;巴德拉,L。;Porfiri,M.,研究聚合物玻璃复合泡沫在高应变率下失效的微观力学模型,计算机材料科学,135,189-204(2017)
[4] Hui,T。;Oskay,C.,承受冲击载荷的聚脲涂层复合材料的计算建模,J Compos Mater,46,182167-2178(2012)
[5] Souza,Fv;Allen,Dh,含演变微裂纹的非均匀粘弹性固体冲击的多尺度建模,国际数值方法工程,82,4,464-504(2010)·Zbl 1188.74041号
[6] Madeo,A。;内夫,P。;基巴,I-D;Rosi,G.,《非局部带隙超材料中弹性波的反射和传输:通过松弛微形貌模型的综合研究》,《机械物理固体杂志》,95,441-479(2016)·Zbl 1482.74103号
[7] 冯·伊奇,J。;Rohan,E。;Heczko,J.,使用均匀化方法对声子带隙结构进行形状优化,国际J固体结构,113-114,147-168(2017)
[8] Pham,K。;库兹涅佐娃,Vg;Geers,Mgd,动态激励下非均匀材料的瞬态计算均匀化,《机械物理固体杂志》,61,11,2125-2146(2013)·Zbl 1325.74125号
[9] Hui,T。;Oskay,C.,包括微惯性效应在内的非均质介质瞬态动力学的高阶均匀化模型,Comput Methods Appl Mech Eng,273181-203(2014)·Zbl 1296.74091号
[10] Askes,H。;Aifantis,Ec,《静力学和动力学中的梯度弹性:公式概述、长度尺度识别程序、有限元实现和新结果》,《国际固体结构杂志》,48,13,1962-1990(2011)
[11] Nassar,H。;He,Q-C;Auffray,N.,Willis弹性动力学均匀化理论重温周期介质,《机械物理固体杂志》,77,158-178(2015)·Zbl 1349.74302号
[12] Willis,Jr,复合材料整体性能的变分和相关方法,应用力学进展第21卷,1-78(1981),阿姆斯特丹:Elsevier,Amsterdam·Zbl 0476.73053号
[13] Willis,Jr,非均匀弹性介质动力问题的变分原理,波动,3,1,1-11(1981)·Zbl 0453.73004号
[14] Nemat-Nasser,S.公司。;Srivastava,A.,层状弹性复合材料的整体动态本构关系,机械物理固体杂志,59,10,1953-1965(2011)·Zbl 1270.74168号
[15] Sridhar,A。;库兹涅佐娃,Vg;Geers,Mgd,超材料紧急有效弹性动力学的通用多尺度框架,《机械物理固体杂志》,111,414-433(2018)·兹比尔1441.74135
[16] Hill,R.,《增强固体的弹性特性:一些理论原理》,《机械物理固体杂志》,11,5,357-372(1963)·Zbl 0114.15804号
[17] 吉特曼,我;Askes,H。;Sluys,Lj,《代表体积:存在与尺寸测定》,《工程分形力学》,74,16,2518-2534(2007)
[18] 卡尼特,T。;森林,S。;加列特,I。;穆努里,V。;Jeulin,D.,《随机复合材料代表性体积元素尺寸的测定:统计和数值方法》,《国际固体结构杂志》,40,13-14,3647-3679(2003)·Zbl 1038.74605号
[19] 斯特罗万,M。;Askes,H。;Sluys,Lj,颗粒材料代表体积的数值测定,计算方法应用机械工程,193,30-32,3221-3238(2004)·Zbl 1060.74525号
[20] Dirrenberger,J。;森林,S。;Jeulin,D.,《面向3D随机纤维网络的巨大RVE尺寸》,《国际固体结构杂志》,51,2,359-376(2014)
[21] Hoang,Th;Guerich,M。;Yvonnet,J.,《在增量计算均匀化框架中确定非线性随机复合材料的RVE大小》,J Eng Mech,142,5,04016018(2016)
[22] Gusev,Aa,《弹性复合材料的代表性体积元尺寸:数值研究》,《机械物理固体杂志》,45,9,1449-1459(1997)·兹比尔0977.74512
[23] Ostoja-Starzewski,M.,异质材料的随机场模型,国际固体结构杂志,35,19,2429-2455(1998)·Zbl 0967.74513号
[24] Heinrich,C。;奥尔德里奇,M。;Wineman,As;Kieffer,J。;美国瓦斯;Shahwan,K.,《代表性体积元素(RVE)尺寸对固化纤维复合材料均匀化响应的影响》,《模拟材料科学工程》,20,7,075007(2012)
[25] De Souza Neto,Ea;Pj布兰科;桑切斯,Pj;Feijóo,Ra,基于RVE的具有微尺度惯性和体力效应的固体多尺度理论,Mech Mater,80,A部分,136-144(2015)
[26] Molinari,A。;Mercier,S.,动态载荷下多孔材料的微观力学建模,《机械物理固体杂志》,49,7,1497-1516(2001)·Zbl 0989.74008号
[27] 罗卡,D。;卢伯拉斯-沃尔斯,O。;坎特,J。;Oliver,J.,《解释惯性效应的计算多尺度均匀化框架:声学超材料建模的应用》,计算方法应用机械工程,330,415-446(2018)·Zbl 1439.74331号
[28] Hui,T.等人。;Oskay,C.,耗散复合材料中波频散的非局部均匀化模型,国际固体结构杂志,50,1,38-48(2013)
[29] Hui,T。;Oskay,C.,Laplace-domain,粘弹性复合材料瞬态动态响应的高阶均匀化,国际数值方法工程,103,13,937-957(2015)·Zbl 1352.74271号
[30] 胡,R。;Oskay,C.,弹性和粘弹性周期性层状介质中波频散和衰减的非局部均匀化模型,J Appl Mech,84,3,031003(2017)
[31] 费什,J。;菲洛诺娃,V。;Kuznetsov,S.,非线性非均匀介质中的微惯性效应,国际数值方法工程杂志,91,13,1406-1426(2012)
[32] Karamnejad,A。;Sluys,Lj,冲击载荷下准脆性非均质材料的分散多尺度裂纹模型,计算方法应用机械工程,278423-444(2014)·Zbl 1423.74830号
[33] 奥斯凯,C。;Fish,J.,基于特征变形的非均匀材料失效分析降阶均匀化,计算方法应用机械工程,196,7,1216-1243(2007)·Zbl 1173.74380号
[34] 托罗,S。;Snchez,P。;布兰科,P。;De Souza Neto,E。;Huespe,A。;Feijo,R.,《宏观和微观尺度下考虑粘结裂纹的材料失效多尺度公式》,《国际塑料杂志》,76,75-110(2016)
[35] Fish,J.,《实用多尺度》(2013),奇切斯特:威利
[36] Mura,T.,《固体中缺陷的微观力学》,《弹性和非弹性固体力学》第3卷(1987年),多德雷赫特:施普林格·Zbl 0652.73010号
[37] 安德里亚诺夫(Andrianov,Iv);维多利亚州博尔沙科夫;Danishevs'Kyy,Vv;Weichert,D.,周期复合材料中的高阶渐近均匀化和波传播,Proc R Soc A数学物理工程科学,464,2093,1181-1201(2008)·Zbl 1153.74024号
[38] 法法利斯,D。;Fish,J.,弹性非均匀介质色散计算连续统的计算方面,计算力学,56,6,931-946(2015)·Zbl 1336.74008号
[39] 拉梅什,Kt;Sharpe,Wn,《高速率和冲击实验》,斯普林格实验固体力学手册,929-960(2008),波士顿:斯普林格美国,波士顿
[40] 李,M。;Ghosh,S。;俄亥俄州里士满。;Weiland,H。;Rouns,T.,颗粒增强金属基复合材料的三维表征和建模:第一部分:微观结构形态的定量描述,材料科学与工程A,265,1,153-173(1999)
[41] Van Der Meer,Fp,复合材料塑性细观模型的微观机械验证,《欧洲机械与固体杂志》,60,58-69(2016)·兹比尔1406.74540
[42] Stroeven M(1999)《复合材料的离散数值模拟——水泥基材料的应用》。代尔夫特理工大学博士论文
[43] Yang,L。;Yan,Y。;冉,Z。;Liu,Y.,《生成纤维增强复合材料随机纤维分布的新方法》,《复合科学技术》,76,14-20(2013)
[44] Pyrz,R.,复合材料微观结构的定量描述。第一部分:单向复合材料系统的形态,《合成科学技术》,50,2,197-208(1994)
[45] Catalanotti,G.,关于用长纤维或球形颗粒增强的基于RVE的复合材料模型的生成,Compos-Struct,138,84-95(2016)
[46] 梅尔罗,Ar;卡马尼奥,Pp;Pinho,St,《长纤维增强复合材料中纤维随机分布的生成》,《复合科学技术》,68,9,2092-2102(2008)
[47] Geuzaine,C。;Remacle,J-F,Gmsh:一种内置预处理和后处理设施的三维有限元网格生成器,国际数值方法工程杂志,79,11,1309-1331(2009)·Zbl 1176.74181号
[48] Bailey,Tc;Gatrell,Ac,交互式空间数据分析(1995),哈洛:Longman Scientific&Technical Essex,哈洛
[49] 山田,我。;Rogerson,Pa,《应用于K函数分析的边缘效应校正方法的实证比较》,《地理分析》,35,2,97-109(2003)
[50] Zangenberg,J。;Bröndsted,P.,《真实和数字复合微观结构纤维结构统计特性的定量研究》,《复合材料应用科学制造》,47,1,124-134(2013)
[51] Czabaj,Mw;里奇奥,马里兰州;Whitacre,Ww,基于亚微米分辨率X射线计算机断层扫描的石墨/环氧复合材料微观结构的数值重建,《复合科学技术》,105,174-182(2014)
[52] 麦卡锡,C。;Vaughan,T.,《先进复合材料的微观机械失效分析》,先进复合材料失效的数值模拟,379-409(2015)
[53] 沃恩·T·J。;Mccarthy,C.T.,《生成高强度层压复合材料统计等效纤维分布的组合实验-数值方法》,复合材料科学与技术,70,2,291-297(2010)
[54] 伊斯梅尔,Y。;Yang博士。;Ye,J.,纤维增强复合材料层压板微观力学模型中生成随机纤维分布的离散元方法,ComposB Eng,90,485-492(2016)
[55] 刘,Kc;Ghoshal,A.,《纤维增强复合材料中随机微观结构模拟的有效性》,复合B工程,57,56-70(2014)
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