×

液晶弹性体再取向的一种新的混合有限元公式。 (英语) Zbl 1506.74405号

摘要:液晶弹性体(LCE)属于软材料,能够承受温度变化和紫外线照射引起的大变形。这些材料正在作为轻质结构中的致动器材料进行研究。为了使用时空有限元方法对LCE材料进行数值模拟,需要一个连续体模型,该模型将热粘弹性材料的公式与介晶的耗散重新定向过程相结合。介子是刚性的杆状分子,和弹性体的聚合物链相连。介子的耗散重取向可以用一个具有单位长度和微极转动自由度的独立取向向量场的组合来描述。方向向量场遵循偏微分方程,并具有初边值条件。任意时刻的定向矢量场单位长度由具有微极旋转自由度的局部旋转来保证。耗散重取向过程是由相对于微极转动自由度的局部时间演化方程引入的。这类似于热-粘弹性,可以根据变量进行计算。在本文中,我们在动力学框架中提出了一个新的基于变分的重定向有限元公式。我们得到了一个具有基于Galerkin的时空积分的能量-动量一致的混合有限元公式。

理学硕士:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74D99型 应变型和历史型材料,其他有记忆材料(包括具有粘性阻尼的弹性材料,各种粘弹性材料)
74F05型 固体力学中的热效应
76甲15 液晶
第82页第30页 随机介质、无序材料(包括液晶和自旋玻璃)的统计力学

软件:

Gms小时;C解析
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Al-Kinani,R。;哈特曼,S。;Netz,T.,基于p型有限元内变形梯度乘法分解的横向各向同性,ZAMM,95,7,742-761(2015)·Zbl 1326.74032号
[2] 安德森·D·R。;卡尔森,D.E。;Fried,E.,向列相弹性体的连续力学理论,J.Elast。,56, 33-58 (1999) ·Zbl 0978.74004号
[3] Betsch,P。;Steinmann,P.,《时间有限元方法的守恒性——第三部分:完整约束的机械系统》,《国际数学家杂志》。方法工程,53,10,2271-2304(2002)·Zbl 1134.70300号
[4] 崔,Y。;王,C。;Sim,K。;陈,J。;李毅。;Xing,Y。;Yu,C。;Song,J.,液晶弹性体双层结构的简单分析热力学模型,AIP Adv.,8,2,文章025215 pp.(2018)
[5] Davis,T.A.,《稀疏线性系统的直接方法》(2006),SIAM·Zbl 1119.65021号
[6] 德卢卡,M。;DeSimone,A。;彼得林,A。;乔皮奇,M.,《液晶弹性体中的亚成熟模式形成:实验观察和数值模拟》,J.Mech。物理学。固体,61,11,2161-2177(2013)
[7] Frank,F.C.,I.液晶。关于液晶理论,讨论。法拉第社,25,19-28(1958)
[8] Garikipati,K。;Olberding,J.E。;纳拉亚南,H。;阿鲁达,E.M。;Grosh,K。;Calve,S.,《生物重塑:定能、构型变化、内部变量和耗散》,机械学杂志。物理学。固体,54,7,1493-1515(2006)·Zbl 1120.74633号
[9] Geuzaine,C。;Remacle,J.-F.,GMSH:一个具有内置预处理和后处理设施的三维有限元网格生成器,国际期刊Numer。方法工程。,79, 11, 1309-1331 (2009) ·兹比尔1176.74181
[10] Gonzalez,O.,非线性弹性一般模型的精确能量和动量守恒算法,计算。方法应用。机械。工程,1901763-1783(2000)·兹比尔1005.74075
[11] 格罗·M·。;Dietzsch,J。;Bartelt,M.,《热-粘弹性纤维增强连续统基于变分的高阶精确能量-动量格式》,计算。方法应用。机械。工程,336353-418(2018)·Zbl 1440.74103号
[12] 格罗·M·。;Dietzsch,J。;Kalaimani,I.,动力学中基于变量的粗纱-矩阵复合材料宏观模型的能量-动量耦合应力公式,计算。方法应用。机械。工程,389,第114391条pp.(2022)·Zbl 1507.74019号
[13] 格罗·M·。;Dietzsch,J。;Röbiger,C.,根据虚功率原理导出的用于纤维增强连续统能量-动量-时间积分的混合B-bar公式,计算。方法应用。机械。工程,350,595-640(2019)·Zbl 1441.74243号
[14] 格罗·M·。;Dietzsch,J。;Röbiger,C.,具有粘弹性纤维束和弯曲扭转刚度的复合材料的钻削自由度的非等温能量-动量-时间积分,计算。方法应用。机械。工程,365,第112973条pp.(2020)·兹比尔1442.74015
[15] Himpel,G。;Menzel,A。;科尔,E。;Steinmann,P.,《横向各向同性连续有限元列式的时间依赖纤维重新定向和一致线性化》,国际期刊数值。方法工程,73,10,1413-1433(2008)·Zbl 1169.74043号
[16] Holzapfel,G.A.,非线性固体力学(2000),John Wiley&Sons:John Willey&Sons Chichester,英格兰·Zbl 0980.74001号
[17] 易卜拉欣贝戈维奇,A。;Wilson,E.L.,具有独立旋转场的厚壳和固体有限元,国际数值杂志。方法工程,31,7,1393-1414(1991)·Zbl 0758.73047号
[18] Leslie,F.M.,液晶的一些本构方程,Arch。定额。机械。分析。,28, 4, 265-283 (1968) ·Zbl 0159.57101号
[19] 麦克布莱德,A.T。;达维多夫,D。;Steinmann,P.,《固体中挠曲电效应的建模:微形态方法》,计算。方法应用。机械。工程,371,第113320条pp.(2020)·兹比尔1506.74121
[20] Miehe,C。;Schröder,J.,非线性砖型混合有限壳单元的能量和动量守恒弹性动力学,国际J·数值。方法工程。,50, 8, 1801-1823 (2001) ·Zbl 0977.74063号
[21] Schiebl,M。;Betsch,P.,在GENERIC,Int.J.Numer的框架下,大应变热粘弹性的结构保持时空离散化。方法工程,122,14,3448-3488(2021)
[22] 施罗德,J。;北爱尔兰维埃巴恩。;巴尔扎尼,D。;Wriggers,P.,有限各向异性弹性的新型混合有限元;SKA单元简化了各向异性的运动学计算。方法应用。机械。工程,310,475-494(2016)·Zbl 1439.74086号
[23] Simo,J.C。;Taylor,R.L。;Pister,K.S.,有限变形弹塑性体积约束的变分和投影方法,计算。方法应用。机械。工程师,51,1-3177-208(1985)·Zbl 0554.73036号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。