基于均匀化理论的多孔材料细观力学特性数值研究

兵器材料科学与工程 , 2006, 29(5): 4-8. doi: 10.3969/j.issn.1004-244X.2006.05.002

基于均匀化理论的多孔材料细观力学特性数值研究

王志华 ^1, , 曹晓卿 ^2, , 马宏伟 ^3, , 赵隆茂 ^4, , 杨桂通 ^5,

1.太原理工大学,应用力学研究所,山西,太原,030024

2.太原理工大学,应用力学研究所,山西,太原,030024

3.太原理工大学,应用力学研究所,山西,太原,030024

4.太原理工大学,应用力学研究所,山西,太原,030024

5.太原理工大学,应用力学研究所,山西,太原,030024

基金项目: 国家自然科学基金(90205018;10572100) 山西省青年学术带头人资助项目山西省自然科学基金(20041006) 山西省留学回国人员科研项目(2003-23)

关键词：多孔材料 , 均匀化 , 有限元 , 等效弹性参数 , 力学性能

Microscopic investigation of cellular materials mechanical properties based on homogenization theory

根据弹性均匀化理论,并结合有限元方法推导出适用于二维周期结构的均匀化有限元格式,计算出不同相对密度下的正方形孔洞材料的等效弹性参数,以及等效弹性参数与胞元绕坐标系旋转角度的函数关系,考察了胞壁固体相的力学性能参数对宏观力学性能的影响.并将数值计算结果与已有的理论公式进行了比较和分析.结果表明,正方形孔洞材料是各向异性的,其等效弹性参数主要由结构的相对密度来确定,对基体材料的泊松比的变化并不敏感.在相对密度较小的情况下,Gibson公式和Kim公式与均匀化有限元结果吻合较好;当结构相对密度较大时,理论公式结果必须被有限元结果所修正.

参考文献

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