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杜晓晓;陈强;查茨盖奥·乔治;福迪尔·梅拉赫尼;王伟;赵刚

含能表面单向纳米复合材料的等几何均匀化。 （英语） Zbl 07866261号

机械学报。 235，第6号，3933-3951（2024）.
总结：本工作旨在提出一种界面丰富的等几何分析策略，用于预测纳米尺寸非均匀周期阵列的尺寸相关有效模量和局部应力场。由于采用非均匀有理B样条表示微结构材料的重复单元的几何结构，因此，该框架允许精确表示矩阵内的非均匀弯曲边界。能量表面以Gurtin-Mordoch模型为特征，并通过引入与界面附近的体元相连的额外表面能，将其纳入拟议框架。通过与文献中现有解的比较，验证了表面增强等几何均匀化方法。结果表明，所提出的框架能够满足位移场的高阶连续性，从而平滑准确地预测纳米复合材料的应力场和均匀模量，而不会遇到与文献中传统有限元方法相关的收敛问题。

MSC公司：

74平方米 等几何方法在固体力学问题中的应用
74E30型 复合材料和混合物特性
2005年第74季度 固体力学平衡问题中的均匀化
74B05型 经典线性弹性
74G70型 固体力学中的应力集中奇点

关键词：

线弹性固体;古尔汀·默多克界面模型;非均匀有理B样条;高阶连续性;扩展Kirsch问题;应力集中系数
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\textit{X.Du}等人，《机械学报》。235，编号6，3933--3951（2024；Zbl 07866261）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Chatzigeorgiou，G。；梅拉赫尼，F。；Javili，A.，复合材料中的广义界面能和尺寸效应，J.机械。物理学。固体，106257-2822018
[2] Firooz，S。；斯坦曼，P。；Javili，A.，《具有扩展通用界面的复合材料均匀化：综合审查和统一建模》，应用。机械。版次：730408022021
[3] Firooz，S。；Chatzigeorgiou，G。；梅拉格尼，F。；Javili，A.，《由于一般界面导致颗粒复合材料尺寸效应的均匀化》，Mech。材料。，139, 2019
[4] Guinovart-Díaz，R。；罗德里格斯-拉莫斯，R。；López-Realpozo，JC；Bravo-Castillero，J。；奥特罗，JA；Sabina，FJ，具有非均匀不完全粘附的纤维弹性复合材料分析，机械学报。，227, 57-73, 2016 ·Zbl 1382.74031号
[5] 奥特罗，JA；罗德里格斯-拉莫斯，R。；Bravo-Castillero，J。；Guinovart-Díaz，R。；FJ萨宾纳；Monsivais，G.，计算非理想接触下弹性复合材料有效性能的半分析方法，国际固体结构杂志。，50, 609-622, 2013
[6] 赵，Z。；朱，J。；Chen，W.，《压电纳米结构中的尺寸依赖振动和波：文献综述》，国际智能纳米材料杂志。，13, 391-431, 2022
[7] 马萨诸塞州古尔丁；Murdoch，AI，弹性材料表面的连续理论，Arch。定额。机械。分析。，57, 291-323, 1975 ·Zbl 0326.73001号
[8] 马萨诸塞州古尔丁；Murdoch，AI，固体表面应力，国际固体结构杂志。，14, 431-440, 1978 ·Zbl 0377.73001号
[9] Chen，T。；Chiu，M-S；Weng，C-N，纳米尺度固体弯曲界面广义Young-Laplace方程的推导，J.Appl。物理。，100, 2006
[10] Barenblatt，GI，《脆性断裂过程中平衡裂纹的形成——一般观点和假设——轴对称裂纹》，J.Appl。数学。机械。，23, 622-636, 1959 ·Zbl 0095.39202号
[11] 巴伦布拉特，GI；德莱顿，HL；von Kármán，T。；Kuerti，G。；范登登根，佛罗里达州；Howarth，L.，《脆性断裂中平衡裂纹的数学理论》，应用力学进展，55-1291962年，阿姆斯特丹：爱思唯尔出版社
[12] Needleman，A.，《夹杂物脱粘空穴形核的连续模型》，J.Appl。机械。，54, 525-531, 1987 ·兹比尔062673010
[13] 本韦尼斯特，Y。；Miloh，T.，《二维弹性力学中不完美的软界面和硬界面》，Mech。材料。，33, 309-323, 2001
[14] Benveniste，Y.，两种各向异性介质之间三维弯曲薄各向异性界面的通用界面模型，J.Mech。物理学。固体，54708-7342006·Zbl 1120.74323号
[15] 陈，Q。；王，G。；Pindera，M-J，《纳米多孔复合材料的均匀化和定位——评论和新发展》，Compos。B工程，155329-3682018
[16] 莫吉列夫斯卡娅，SG；Zemlyanova，AY；Kushch，VI，具有gurtin-murdoch和steigmann-ogden表面能赋予界面的纤维和颗粒增强复合材料，应用。机械。版次：730508012021
[17] Chen，T。；GJ德沃夏克；Yu，CC，具有界面应力的单向纳米复合材料的尺寸依赖弹性特性，机械学报。，188, 39-54, 2007 ·Zbl 1107.74010号
[18] 莫什塔金，AF；Naghdabadi，R。；Asghari，M.，表面残余应力和表面弹性对具有圆柱形纳米孔隙的纳米多孔材料整体屈服面的影响，Mech。材料。，51, 74-87, 2012
[19] Kushch，VI，纳米多孔弹性固体的原子与连续模型：应力场，尺寸相关的有效刚度和表面常数，Mech。材料。，166, 104223, 2022
[20] 段，HL；Yi，X。；黄，ZP；Wang，J.，预测具有界面效应的多相复合材料有效模量的统一方案。第一部分：理论框架，力学。材料。，39, 81-93, 2007
[21] 陈，Q。；Chatzigeorgiou，G。；Meraghni，F.，具有广义Gurtin-Mordoch界面的单向压电纳米复合材料的扩展平均场均匀化，Compos。结构。，307, 2023
[22] 段，HL；Wang，J。；黄，ZP；Karihaloo，BL，含界面应力纳米不均匀性固体的尺寸依赖性有效弹性常数，J.Mech。物理学。固体，531574-15962005·Zbl 1120.74718号
[23] 王，G。；陈，Q。；何，Z。；Pindera，M-J，单向纳米复合材料的均匀模量和局部应力场，Compos。B Eng.，138，265-2772018年
[24] 陈，Q。；Pindera，M-J，具有Gurtin-Murdoch界面的弹塑性纳米多孔材料的均匀化和局部化：计算方法的评估，Int.J.Plast。，124, 42-70, 2020
[25] 陈，Q。；王，G。；Pindera，M-J，《圆柱形孔隙纳米多孔材料的有限体积均匀化和局部化》。第1部分：理论与验证，《欧洲医学杂志》-A/固体，70141-1552018·Zbl 1406.74557号
[26] Javili，A。；Steinmann，P.，具有边界能量的连续统的有限元框架。第一部分：二维案例，计算。方法应用。机械。工程，1982198-22082009·Zbl 1227.74075号
[27] 陈，Q。；Chatzigeorgiou，G。；梅拉赫尼，F。；Javili，A.，具有能量表面的纳米结构压电复合材料的尺寸相关多物理行为的均匀化，《欧洲力学杂志》。A.固体，96、104731、2022·Zbl 1501.74015号
[28] 高，W。；于斯。；Huang，G.，纳米系统中尺寸相关机械行为的有限元表征，纳米技术，17，1118-1122，2006
[29] 田，L。；Rajapakse，R.，弹性矩阵中纳米尺度不均匀性的有限元建模，计算。马特。科学。，41, 44-53, 2007
[30] 莫吉列夫斯卡娅，SG；克劳奇，SL；Stolarski，香港；Benusiglio，A.，评估具有表面/界面效应的单向多相复合材料有效弹性性能的等效不均匀性方法，国际固体结构杂志。，47, 407-418, 2010 ·Zbl 1183.74227号
[31] 莫吉列夫斯卡娅，SG；克劳奇，SL；拉格罗塔，A。；Stolarski，HK，《表面弹性和表面张力对单向纳米复合材料横向整体弹性行为的影响》，Compos。科学。技术。，70, 427-434, 2010
[32] 休斯，TJR；日本科特雷尔；Bazilevs，Y.，等几何分析：CAD，有限元，NURBS，精确几何和网格细化，计算。方法应用。机械。工程，1944135-41952005·Zbl 1151.74419号
[33] 杜，X。；赵，G。；Wang，W。；郭，M。；张，R。；Yang，J.，NLIGA:用于非线性等几何分析的MATLAB框架，Comput。辅助Geom。设计。，80, 101869, 2020 ·Zbl 1505.65001号
[34] Hill，R.，《纤维增强材料的力学性能理论：I.弹性行为》，J.Mech。物理学。固体，12199-2121964
[35] 陈，Q。；杜，X。；Wang，W。；Chatzigeorgiou，G。；梅拉赫尼，F。；Zhao，G.，通过对应原理对粘弹性聚合物复合材料进行等几何均匀化，Compos。结构。，323, 2023
[36] Piegl，L。；蒂勒，W。；Piegl，L。；Tiller，W.，有理B样条曲线和曲面，NURBS书籍，117-1391995，柏林：Springer，柏林·Zbl 1049.68146号
[37] Bensoussan，A。；狮子，J-L；Papanicolau，G.，周期结构的渐近分析，1978年，阿姆斯特丹：Elsevier，Amsterdam·Zbl 0404.35001号
[38] 何，Z。；Pindera，M-J，平面内载荷下周期性材料基于有限体积的渐进均匀化，J.Appl。机械。，87, 121010, 2020
[39] 奥特罗，JA；罗德里格斯-拉莫斯，R。；Guinovart-Díaz，R。；科罗拉多州克鲁斯·冈萨雷斯；FJ萨宾纳；Berger，H.，使用Prony级数对纤维粘弹性复合材料应用的渐近和数值均匀化方法，机械学报。，231, 2761-2771, 2020 ·Zbl 1440.74343号
[40] 卡瓦尔坎特，MAA；哈塔姆，H。；Pindera，M-J，用FVDAM和FEM方法对弹塑性周期性材料进行均匀化——评估，合成。B工程，42，1713-17302011
[41] Chatzigeorgiou G、Charalambakis N、Chemisky Y、Meraghni F.1——数学概念。收录人：Chatzigeorgiou G、Charalambakis N、Chemisky Y、Meraghni F，编辑。耗散复合材料的热力学行为：Elsevier；2018年，第1-36页·Zbl 1392.74078号
[42] 段，HL；Wang，J。；BL卡里哈洛；Huang，ZP，通过表面改性，纳米多孔材料可以比无孔材料更坚硬，材料学报。，54, 2983-2990, 2006
[43] 杜，X。；赵，G。；张，R。；Wang，W。；Yang，J.，基于Bézier提取框架的薄壁结构等几何分析的数值实现：nligaStruct，薄壁结构。，180, 2022
[44] 罗德里格斯-拉莫斯，R。；德梅德罗斯（de Medeiros），R。；Guinovart-Díaz，R。；Bravo-Castillero，J。；奥特罗，JA；Tita，V.，在不完全接触粘附下计算复合材料有效弹性性能的不同方法，Compos。结构。，99, 264-275, 2013
[45] 维尔克纳，M。；Berger，H。；Gabbert，U.，具有平行四边形排列和非理想界面的纤维增强复合材料有效性能的数值研究，Compos。结构。，116, 388-394, 2014
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