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多孔材料吸能行为对相对密度和冲击速度的依赖性

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固体力学学报 2018年第6期39卷 578-586页

作者：丁圆圆郑志军王士龙周风华虞吉林宁波大学教育部冲击与安全工程重点实验室宁波315211 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室合肥230026 安徽工业大学建筑工程学院马鞍山243002

多孔材料是一种优异的吸能缓冲材料,但由于其变形模式的非单一性以及动态应力应变曲线的难获取性,其吸能行为对相对密度和冲击速度的依赖性关系还并不完全明朗.论文基于不需要提前作本构假定的波传播法,开展了多孔材料的吸能行为研究.... 详细信息

多孔材料是一种优异的吸能缓冲材料,但由于其变形模式的非单一性以及动态应力应变曲线的难获取性,其吸能行为对相对密度和冲击速度的依赖性关系还并不完全明朗.论文基于不需要提前作本构假定的波传播法,开展了多孔材料的吸能行为研究.采用多孔材料的细观有限元模型进行Taylor冲击虚拟实验,获取全场质点速度时程曲线,结合Lagrange分析法得到多孔材料的局部应力应变信息,进而探讨了动态吸能性能对材料相对密度和冲击速度的依赖性.研究结果表明多孔材料的吸能行为可依据变形模式分为三个阶段.在冲击模式下,多孔材料单位体积吸能与相对密度成线性增加关系,此时惯性起主导作用;在过渡模式下,惯性的主导作用减弱,单位体积吸能量的增加速率随相对密度的增加而减弱;在准静态模式下,多孔材料只能发生微小的变形,其吸能很少.论文进一步获得了区别于多孔材料准静态应力-应变曲线的动态应力-应变状态曲线,并考察了其与相对密度之间的关系.结果表明:随着相对密度的增加,多孔材料的动态压实应变将变小,而动态塑性平台应力将提高.

关键词：多孔材料吸能行为 Lagrange分析法相对密度变形模式

具有诱导结构的铝合金薄壁方管轴向压缩吸能性能试验研究

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工程力学 2012年第6期29卷 346-352页

作者：李志斌虞吉林郭刘伟中国科学技术大学中国科学院材料力学行为与设计重点实验室合肥230027 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室绵阳621900

该文提出了三种新型的诱导结构设计方案来降低薄壁方管结构在轴向载荷作用下的初始屈曲载荷峰值。诱导结构设计在方管的加载端,在压缩开始的时候起作用,并且不会显著影响结构在正常工作时的强度和刚度。利用AA 6063 T6铝合金薄壁方管进... 详细信息

该文提出了三种新型的诱导结构设计方案来降低薄壁方管结构在轴向载荷作用下的初始屈曲载荷峰值。诱导结构设计在方管的加载端,在压缩开始的时候起作用,并且不会显著影响结构在正常工作时的强度和刚度。利用AA 6063 T6铝合金薄壁方管进行了一系列准静态和动态试验来研究了具有诱导结构的方管在轴向压缩时的能量吸收性能,给出了完整薄壁铝方管和具有诱导结构的薄壁铝方管的载荷位移曲线,并进行了比较。实验发现,三种诱导结构均可有效降低屈曲时的初始载荷峰值、提高方管承载吸能平稳性。

关键词：薄壁方管轴压屈曲诱导结构吸能试验研究

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幂次型表面的轴对称弹性体之间的吸附接触

中国科学技术大学学报 2007年第10期37卷 1293-1299页

作者：郑志军虞吉林李剑荣林静中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230027

关于微纳米尺度下的接触行为,已有几种模型.考虑到原子力显微镜针尖、纳米压头、生物附着体的表面形状,将建立在近球形表面基础上的完全自洽模型,推广到具有幂次型表面的轴对称弹性体,并化简为关于形状指数n和广义Tabor数μ这2个参数的... 详细信息

关于微纳米尺度下的接触行为,已有几种模型.考虑到原子力显微镜针尖、纳米压头、生物附着体的表面形状,将建立在近球形表面基础上的完全自洽模型,推广到具有幂次型表面的轴对称弹性体,并化简为关于形状指数n和广义Tabor数μ这2个参数的无量纲形式.采用表面中心间距控制法、Newton-Raphson迭代方法和Riemann-Stieltjes积分,改进了完全自洽的数值方法.对于Lennard-Jones作用势,数值计算了形状指数n为1,1.5,2和3时,若干不同广义Tabor数的完整载荷-位移曲线.结果表明,对于任意有效的形状指数,在广义Tabor数较大时,完整载荷-位移曲线都具有S形特征,对应于位移控制模式下的突跳和滞后现象.对于任意有效的形状指数,拔出力从扩展Bradley极限过渡到扩展JKR极限,称为扩展MYD转变.

关键词：接触吸附幂次型表面广义Tabor数拔出力

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基于半连续模型的纳米悬臂梁的弯曲分析

基于半连续模型的纳米悬臂梁的弯曲分析

薄壁管及其泡沫金属填充结构耐撞性的实验研究

中国力学学会学术大会'2009

作者：李成虞吉林中国科学技术大学苏州研究院中国科学技术大学中科院材料力学行为与设计重点实验室

研究了纳米厚度的薄悬臂梁的半连续弯曲模型,分析了悬臂梁受集中力以及均布载荷的情形。结果表明,受集中力悬臂梁的半连续弯曲模型预言的挠度比连续模型偏小,而受均布载荷悬臂梁的半连续模型预言的挠度比连续模型偏大,但当原子层数增加... 详细信息

研究了纳米厚度的薄悬臂梁的半连续弯曲模型,分析了悬臂梁受集中力以及均布载荷的情形。结果表明,受集中力悬臂梁的半连续弯曲模型预言的挠度比连续模型偏小,而受均布载荷悬臂梁的半连续模型预言的挠度比连续模型偏大,但当原子层数增加时,二者基本趋于一致。

关键词： MEMS/NEMS 纳米悬臂梁半连续模型连续模型非局部理论

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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实验力学 2012年第1期27卷 77-86页

作者：李志斌虞吉林郑志军郭刘伟中国科学技术大学中国科学院材料力学行为与设计重点实验室合肥230026 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室绵阳621900

对两种AA 6063T6铝合金薄壁空管(方/圆管)结构以及填充泡沫铝的5种不同几何截面的薄壁夹芯管(单方/圆管填充,双方/圆管填充,双方管四角填充结构)分别进行了准静态轴向压缩实验,研究了各种薄壁结构的变形模式和吸能性能,比较了反映不同... 详细信息

对两种AA 6063T6铝合金薄壁空管(方/圆管)结构以及填充泡沫铝的5种不同几何截面的薄壁夹芯管(单方/圆管填充,双方/圆管填充,双方管四角填充结构)分别进行了准静态轴向压缩实验,研究了各种薄壁结构的变形模式和吸能性能,比较了反映不同结构耐撞性的各种参数,如比能量吸收和能量吸收效率因子等。同时,研究了各种填充结构的几何参数对结构耐撞性能的影响,发现填充结构内管的尺寸对结构的耐撞性影响显著。研究结果显示,圆管类型的结构平均压垮载荷、比质量能量吸收、单位行程能量吸收以及能量吸收效率因子都较方管类型结构高。泡沫填充单/双圆管结构由于其较高的压垮力效率和能量吸收效率,能够较平稳高效地吸能,作为耐撞性结构元件具有很大的优势。

关键词：薄壁管轴压耐撞性能量吸收效率因子实验研究