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含有压电层的各向同性圆柱壳结构的双稳态特性分析

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力学季刊 2014年第1期35卷 10-21页

作者：王斌聂国华同济大学航空航天与力学学院上海200092

分析了上下表面含有压电层材料的各向同性壳体结构的双稳态特性.通过分析壳体结构内力与中面应变和柱壳曲率增量之间的关系,建立了含有压电材料的各向同性弹性柱壳的力学模型,推导给出了结构系统的弹性应变能的数学表达式.根据最小势能... 详细信息

分析了上下表面含有压电层材料的各向同性壳体结构的双稳态特性.通过分析壳体结构内力与中面应变和柱壳曲率增量之间的关系,建立了含有压电材料的各向同性弹性柱壳的力学模型,推导给出了结构系统的弹性应变能的数学表达式.根据最小势能原理推导出实现圆柱壳双稳态的条件方程.结果表明,柱壳双稳态特性与结构系统初始曲率及电场作用形式有关.当满足一定条件时,柱壳具有双稳态,其对应于第二个平衡状态,即柱壳的第二个(卷曲)稳定状态.同时,建立了含有压电材料各向同性壳体结构的有限元模型,对其卷曲过程进行了数值模拟,获得了结构系统稳态卷曲半径和应力分布.理论与数值模拟结果的比较验证了理论模型的正确性.

关键词：双稳态各向同性圆柱壳压电应变能卷曲半径有限元

曲率模态和小波包变换在结构损伤识别中的应用

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振动与冲击 2008年第1期27卷 124-126页

作者：王振林聂国华同济大学航空航天与力学学院上海200092

小波包变换相比传统的Fourier变换,对非平稳信号分析具有良好的特性。利用小波包变换的特性,根据曲率模态损伤检测原理提出了一种基于小波包组分能量变化率作为损伤指标的分析方法。通过一简支梁结构的数值模拟,表明该方法对于判定损伤... 详细信息

小波包变换相比传统的Fourier变换,对非平稳信号分析具有良好的特性。利用小波包变换的特性,根据曲率模态损伤检测原理提出了一种基于小波包组分能量变化率作为损伤指标的分析方法。通过一简支梁结构的数值模拟,表明该方法对于判定损伤存在和确定损伤位置是有效的。

关键词：小波包变换损伤识别曲率模态

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矩形网格扁壳结构的非线性弹性理论

应用数学和力学 1994年第5期15卷 389-397页

作者：聂国华刘人怀同济大学暨南大学

本文在基本假设的前题下，分析了矩形网格离散结构的变形以及变形量与内力之间的本构关系。在此基础上，通过建立等级模型，运用虚功原理推导出网格扁壳的作线性基本控制方程与边界条件。

关键词：矩形网格扁壳弹性理论非线性

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低温下含分层的复合材料层合板渗漏问题研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第1期51卷 34-41,81页

作者：徐宏宇沈峰聂国华同济大学航空航天与力学学院上海200092 上海复合材料科技有限公司上海201112

针对含有横向基体裂纹与贯穿型分层的复合材料层合板,建立了一个四子域的二维力学模型,利用一阶剪切变形理论(FSDT),并结合连续性条件和边界约束条件获得拉伸载荷作用下与裂纹密度和分层长度相关的分层裂纹张开口位移(DCOD)的理论解.运... 详细信息

针对含有横向基体裂纹与贯穿型分层的复合材料层合板,建立了一个四子域的二维力学模型,利用一阶剪切变形理论(FSDT),并结合连续性条件和边界约束条件获得拉伸载荷作用下与裂纹密度和分层长度相关的分层裂纹张开口位移(DCOD)的理论解.运用COMSOL软件进行有限元建模计算,验证了理论解的精确性.利用获得的DCOD解,通过达西定律给出了氦气通过复合材料层合结构的渗透方程,最终确定了氦气经过结构的渗漏率.同时,采用经典的热压法制备了预埋一定裂纹密度与分层长度的T700碳纤维增强体/环氧树脂基复合材料层合结构,并利用一台高真空系统进行了渗漏实验.结果表明:在渗漏率保持小于1×10-5Pa·m3/s渗漏量水平上,理论值与实验结果相符合.本模型对于分析航天低温贮箱的渗漏规律具有重要参考价值.

关键词：复合材料层合板层间分层一阶剪切变形理论分层裂纹张开口位移渗漏率

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金属薄壁圆管弯扭大变形行为研究

工程力学 2000年第A1期1卷 399-403页

作者：石嵘聂国华同济大学固体力学教育部重点实验室

本文探讨金属薄壁圆管在弯扭组合作用下的大变形问题，利用实验方法、数值方法对管在弯扭组合作用下的大变形行为进行研究。实验分析中通过设计的装置使金属圆管承受变扭组合作用，测量变扭比分别为∝，２，４／３，１，０时的载荷奉琢... 详细信息

本文探讨金属薄壁圆管在弯扭组合作用下的大变形问题，利用实验方法、数值方法对管在弯扭组合作用下的大变形行为进行研究。实验分析中通过设计的装置使金属圆管承受变扭组合作用，测量变扭比分别为∝，２，４／３，１，０时的载荷奉琢对应位移值，并绘制载荷－位移曲线图：数值分析中针对实验使用的管梁结构通过应用程序ＡＮＳＹＳ进行求解，并绘制载荷－位移曲线图；最后将二种分析结果进行比较分析，得结论。

关键词：金属壁圆管弯曲扭转大变形屈曲圆柱壳

维普期刊数据库评论

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用概率断裂力学方法预测管状接头的疲劳寿命

应用数学和力学 1994年第11期15卷 963-969页

作者：聂国华翁智远刘人怀同济大学工程力学系暨南大学

本文研究了Ｔ型管状接头在面内和面外弯曲循环载荷作用下的疲劳强度问题，通过将材料常数和初始裂纹尺寸作为随机变量，采用ＭｏｎＣａｒｌｏ模拟方法对疲劳寿命进行了统计分析．同时，对计算结果进行了线性回归，并与实验结果作了比较。

关键词：概率断裂力学管状焊接接头疲劳寿命

基于不同板理论的嵌于柔性层中薄膜的皱曲分析

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固体力学学报 2021年第1期42卷 77-86页

作者：邵国航聂国华同济大学航空航天与力学学院上海200092

论文对于柔性层-薄膜-柔性层三层结构系统,基于经典板理论、一阶剪切变形理论和高阶剪切变形理论,分别推导给出薄膜皱曲的控制方程.对于两个柔性层,则把它们处理成具有有限厚度的平面应变弹性体.针对上下柔性层固支边界或自由边界条件,... 详细信息

论文对于柔性层-薄膜-柔性层三层结构系统,基于经典板理论、一阶剪切变形理论和高阶剪切变形理论,分别推导给出薄膜皱曲的控制方程.对于两个柔性层,则把它们处理成具有有限厚度的平面应变弹性体.针对上下柔性层固支边界或自由边界条件,利用线性扰动方法得到柔性层对薄膜的横向压力差,最终获得确定薄膜具有周期性正弦型皱曲的临界载荷方程.同时,对结构系统建立了有限元数值模型,通过模拟结果与三种板理论的结果进行了比较,验证了理论解的精确性和适用性.最后,进行了参数和极限情况分析,阐述了上下层边界条件、薄膜和柔性层的材料和几何参数对临界值的影响.

关键词：柔性层-薄膜-柔性层结构板理论皱曲线性扰动分析有限元模拟

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计及表面效应的面心立方纳米板弹性性能分析

应用力学学报 2022年第5期39卷 938-946页

作者：向品洁聂国华同济大学航空航天与力学学院上海200092

基于能量原理建立了面心立方纳米板的拟连续介质力学模型,分析了考虑表面原子弛豫影响的面心立方纳米板的弹性常数。该模型假设纳米板沿厚度方向是离散的,但沿面内方向是连续的。基于通过计算最相近原子对和次相近原子对之间的相互作用... 详细信息

基于能量原理建立了面心立方纳米板的拟连续介质力学模型,分析了考虑表面原子弛豫影响的面心立方纳米板的弹性常数。该模型假设纳米板沿厚度方向是离散的,但沿面内方向是连续的。基于通过计算最相近原子对和次相近原子对之间的相互作用,获得了材料变形势能。给出了面心立方纳米板的弹性模量和泊松比的解析表达式,结果反映了表征表面效应的驰豫系数的影响。以金属铱为例,通过算例阐述了不同弛豫下弹性常数随厚度的变化,分析了纳米板的弹性模量和泊松比的尺寸效应。

关键词：面心立方纳米板拟连续介质力学模型弹性常数表面效应尺寸效应

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纳米硬度实验中的多位错生成分析

力学季刊 2004年第4期25卷 444-449页

作者：张传立聂国华长江大学机械工程学院湖北荆州434023 同济大学固体力学教育部重点实验室应用力学研究所上海200092

本文利用边界单元法及基于PeierlsNabarro模型的位错理论,分析了理想纳米触头下多位错的生成,得到了滑移面上多位错的构形以及表面位移与载荷的关系曲线。根据得到的计算结果分析了薄膜厚度的影响,得到了与已有实验结果相同的结论。通... 详细信息

本文利用边界单元法及基于PeierlsNabarro模型的位错理论,分析了理想纳米触头下多位错的生成,得到了滑移面上多位错的构形以及表面位移与载荷的关系曲线。根据得到的计算结果分析了薄膜厚度的影响,得到了与已有实验结果相同的结论。通过把表面看成一个包含在无穷大弹性体中的无穷大弹性体中无穷大裂纹来考虑表面的影响,从而可以直接采用已有的边界积分方程。该方法在连续介质力学的计算中引入了包含原子信息的层间势能函数,为分析多尺度的力学问题提供了有效的方法。

关键词：纳米硬度实验位错生成原子层间势多尺度计算