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多铁性材料在实际应用中往往需要考虑多场动态耦合效应.为研究磁电多铁性复合材料的动态耦合效应及其界面的影响,建立了在动态激励下磁电耦合响应的有限元分析模型,其中采用内聚力模型单元模拟压电和压磁材料间界面,以表征其刚度和强度.对多个算例进行了磁电动态耦合响应分析,考察了界面刚度以及边界条件对动态磁电耦合...

关键词: 多铁性复合材料 , 内聚力单元 , 动态磁电耦合 , 有限元法

SiC纤维增强复合材料基体裂纹偏移机理的有限元分析

刘鹏飞 , 王双连 , 陶伟明 , 郭乙木

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.03.028

运用基于能量的裂纹偏移准则,分别建立了两相和三相复合材料基体裂纹偏移/穿透的轴对称有限元模型,考察了纤维体积分数、描述材料特性弹性失配的Dundurs参数α和相对裂纹扩展长度ad/ap对相对能量释放率Gd/Gp的影响.将两相复合材料的有限元结果与He等人的结果进行对比,进一步考察了三相复合材料界面层...

关键词: 裂纹偏移/穿透 , 界面/界面层 , 能量释放率 , 有限元法 , SiC纤维增强复合材料

单晶镍纳米薄膜单向拉伸破坏的分子动力学模拟

黄丹 , 陶伟明 , 郭乙木

中国有色金属学报

应用分子动力学方法模拟了单晶镍纳米薄膜受单向拉伸破坏的过程, 得出纳米尺度单晶镍薄膜的应力-应变关系、能量演化曲线和镍薄膜构型的变化及微损伤的形成和扩展过程. 模拟采用原子镶嵌势描述原子间作用, 得到镍单晶薄膜的弹性模量, 分析了拉伸过程中系统原子能量、应力变化和外荷载的关系. 结果表明: 纳米薄膜...

关键词: 分子动力学 , 镍 , 单向拉伸 , 镶嵌原子法

单纤维VS复合物纤维应力传递

刘鹏飞 , 郭乙木 , 陶伟明

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.06.001

纤维复合材料的力学特性很大程度上依赖于纤维和基体的应力传递.本文建立了单纤维和复合物纤维平面拉伸轴对称有限元模型,它考察了纤维拉伸时伴随基体破裂、界面分离以及基体破裂与界面分离同时发生时的应力传递特性,计算结果给出具有参考价值的有益结论.

关键词: 应力传递 , 基体破裂 , 界面分离 , 应力强度因子

分子动力学模拟单晶纳米铝丝的拉伸破坏

黄丹 , 陶伟明 , 郭乙木

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2005.03.001

采用原子镶嵌势函数模拟单晶纳米铝丝在受单向拉伸时的变形破坏过程,分析了纳米铝丝的力学性能及微缺陷形成与演化过程.模拟表明纳米金属丝在无外载荷状态存在本征应力,原子缺陷从自由表面开始向内部扩展.自由表面发射位错,位错的移动消耗能量导致了纳米丝的塑性,自由表面原子的不稳定运动降低了纳米丝的强度.模拟得到...

关键词: 铝 , 拉伸 , 分子动力学 , 镶嵌原子法

受压弯作用构件半椭圆表面裂纹的疲劳扩展分析

张佳敏 , 耿黎明 , 陶伟明

材料科学与工程学报

本文给出了半椭圆表面裂纹疲劳扩展的一种有限元仿真分析方法,并对潜艇锥柱结合壳焊趾处压弯联合交变载荷作用下的裂纹扩展进行了计算分析.该方法利用有限元分析计算裂纹前沿应力强度因子,采用Paris公式预测裂纹扩展速率及扩展量,对有限元网格随着裂纹的扩展进行自动重构,从而模拟分析裂纹的疲劳扩展过程.考察了两...

关键词: 压-弯构件 , 疲劳扩展 , 半椭圆表面裂纹 , 锥柱结合壳

纤维桥连疲劳裂纹扩展的首次穿越扩散过程模型

刘鹏飞 , 陶伟明 , 郭乙木

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.04.032

纤维桥连效应对纤维加强基体复合材料疲劳过程中的裂纹增长具有重要影响.由于纤维桥连疲劳裂纹相关的数据呈现出一定的统计特性,因此本文建立了纤维桥连疲劳裂纹扩展的首次穿越扩散过程随机模型.首先基于Paris定律,考虑到材料的非均匀性和外载的随机性,将纤维桥连疲劳裂纹增长过程假定为扩散的Markov过程,且...

关键词: 纤维桥连 , 疲劳可靠性和寿命 , 首次穿越扩散过程 , 随机平均