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名义电场强度和轴向约束对介电液晶弹性体电致弯曲影响分析

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力学季刊 2022年第4期43卷 751-761页

作者：浦洪飞徐艺伟霍永忠复旦大学力学与工程仿真研究所上海200433 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

具有介电性质的液晶弹性体在较弱电场作用下就能够产生明显的宏观变形,这是由液晶指向矢在电场下的转动所导致的.通过设计指向矢在试样中的排布可以实现对介电液晶弹性体电致变形的编程设计.对于指向矢取向具有横向梯度的梁形试样,在电... 详细信息

具有介电性质的液晶弹性体在较弱电场作用下就能够产生明显的宏观变形,这是由液晶指向矢在电场下的转动所导致的.通过设计指向矢在试样中的排布可以实现对介电液晶弹性体电致变形的编程设计.对于指向矢取向具有横向梯度的梁形试样,在电场作用下,试样能够产生明显的弯曲变形,并伴随着轴向收缩.本文借助小应变、线弹性假设下的介电液晶弹性体二维力-电-指向矢耦合模型,通过有限元计算模拟梁形试样的电致弯曲行为,分析所施加名义电场强度和轴向位移约束对电致弯曲的影响.结果表明,在较强名义电场下,试样的挠度大小并不与名义电场强度的平方成简单的正比关系.轴向约束对试样的弯曲形貌和弯曲程度都有一定的影响:轴向有约束时试样的弯曲形貌不再呈无约束时的抛物线型,但也可以通过一个特定的数学表达式进行拟合.由于拉伸薄膜力效应,轴向有约束试样的弯曲程度会弱于无约束试样.本文研究结果可为介电液晶弹性体电致弯曲器件的设计和应用提供一定参考.

关键词：介电液晶弹性体液晶指向矢转动电致弯曲轴向变形薄膜力

CuAlNi单晶应力诱发马氏体相变与微结构演化的实验观察与分析

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固体力学学报 2009年第6期30卷 541-547页

作者：晏艳彭程霍永忠复旦大学力学与工程科学系上海200433

基于CuAlNi形状记忆合金单晶的一维准静态拉伸实验,着重研究相变过程中条带状马氏体的微观结构.通过金相显微镜对整个试样表面进行拍照,并利用图像处理技术和均匀化的方法,提取到了不同载荷下马氏体的含量(相分量)和条带的数量(界面数)... 详细信息

基于CuAlNi形状记忆合金单晶的一维准静态拉伸实验,着重研究相变过程中条带状马氏体的微观结构.通过金相显微镜对整个试样表面进行拍照,并利用图像处理技术和均匀化的方法,提取到了不同载荷下马氏体的含量(相分量)和条带的数量(界面数)在试样各处的分布与变化情况,找到了加载和卸载过程中相变微结构的演化规律,从而实现了对条带状马氏体相变微结构的量化处理.

关键词：应力诱发马氏体相变微结构演化量化处理

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热弹性马氏体相变连续介质热力学研究

力学进展 2005年第3期35卷 305-314页

作者：霍永忠复旦大学力学与工程科学系上海200433

介绍形状记忆合金热弹性马氏体相变连续介质热力学研究方法和最新进展,着重分析了在推广的非线性弹性力学的框架下,应用变分方法研究热弹性马氏体相变的理论和方法、存在的问题及发展趋势.首先介绍如何计算马氏体相变24种变体的变形梯度... 详细信息

介绍形状记忆合金热弹性马氏体相变连续介质热力学研究方法和最新进展,着重分析了在推广的非线性弹性力学的框架下,应用变分方法研究热弹性马氏体相变的理论和方法、存在的问题及发展趋势.首先介绍如何计算马氏体相变24种变体的变形梯度,然后拓展非线性弹性力学,引入描述相变的多阱非凸弹性势能,进而讨论了界面能和非局部能对相变微结构和相变过程的影响的相关研究理论方法和进展.

关键词：马氏体相变相变微结构相变滞后多阱非凸势能变分方法热弹性马氏体相变力学研究连续介质非线性弹性力学形状记忆合金

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弥散型燃料板辐照肿胀行为的有限元分析

核动力工程 2007年第4期28卷 58-62页

作者：丁淑蓉霍永忠复旦大学力学与工程科学系上海200433

采用颗粒复合材料的细观力学研究思路,针对弥散型燃料板,选择一种代表性单元作为研究对象,用与裂变密度和燃耗相对应的、不断增大的裂变压力模拟燃料颗粒裂变对铝基体所产生的力学贡献,对研究对象进行了热力耦合分析。考察了裂变压力、... 详细信息

采用颗粒复合材料的细观力学研究思路,针对弥散型燃料板,选择一种代表性单元作为研究对象,用与裂变密度和燃耗相对应的、不断增大的裂变压力模拟燃料颗粒裂变对铝基体所产生的力学贡献,对研究对象进行了热力耦合分析。考察了裂变压力、温度应变和燃料颗粒沿厚度非均布对颗粒肿胀的影响,并对弥散型燃料板基体的米塞斯应力分布情况进行了分析。研究结果表明,颗粒百分比含量越高,颗粒肿胀的速度相对越快;随着裂变压力增大,颗粒肿胀的速率急剧增大,且颗粒不再是圆形;在正常工作和选取的参数条件下,温度应变对总变形的影响不大;当裂变压力不大时,非均匀分布对颗粒肿胀几乎没有影响,随着裂变压力的增大,非均匀分布的颗粒肿胀明显高于均布情况,而且越来越明显;基体的应力非球对称分布。

关键词：弥散型燃料板辐照肿胀有限元分析热力耦合弹塑性

单轴拉伸下液晶高弹体力学行为的热力序耦合特性

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固体力学学报 2011年第5期32卷 507-512页

作者：曾志金丽华霍永忠复旦大学力学与工程科学系上海200433

论文利用液晶高弹体的应力-应变本构方程和力-序耦合方程,研究了沿指向矢单轴拉伸下液晶高弹体力学行为的热力序耦合特性.由于力-序耦合,有序度在拉伸作用下变大,从而影响了液晶高弹体的应力-应变关系,使得应力在相同伸长下变小.不同温... 详细信息

论文利用液晶高弹体的应力-应变本构方程和力-序耦合方程,研究了沿指向矢单轴拉伸下液晶高弹体力学行为的热力序耦合特性.由于力-序耦合,有序度在拉伸作用下变大,从而影响了液晶高弹体的应力-应变关系,使得应力在相同伸长下变小.不同温度下应力受到有序度影响的程度不同.由于有序度随温度升高而减小,当工程应力不变时,伸长随着温度升高而减小;当伸长不变时,应力随着温度升高而增大;伸长随温度的变化关系和应力随温度的变化关系都呈非线性.

关键词：液晶高弹体有序度力-序耦合非线性

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弥散型核燃料元件热应力的计算模拟

固体力学学报 2006年第S1期27卷 97-102页

作者：丁淑蓉霍永忠复旦大学力学与工程科学系上海200433

针对弥散型燃料板的具体形状,选择了一种能够反映其实际变形特征的三维代表性体积单元作为研究对象;利用有限元法对其热力耦合行为进行了弹塑性分析,研究了热应力在燃料和基体中的分布特征.

关键词：弥散型核燃料弹塑性三维代表性体元热应力热力耦合

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弥散型燃料等效弹性性质的有限元模拟

核动力工程 2011年第3期32卷 43-47页

作者：姜馨丁淑蓉霍永忠复旦大学力学与工程科学系上海200433

弥散型核燃料元件在反应堆中的安全和可靠性与元件芯体的等效力学性能密切相关。本研究采用细观力学的方法,假设芯体中的燃料颗粒在基体中周期性排列,从中取出代表性体积元,运用有限元方法计算弥散型燃料在不同温度和颗粒体积含量下的... 详细信息

弥散型核燃料元件在反应堆中的安全和可靠性与元件芯体的等效力学性能密切相关。本研究采用细观力学的方法,假设芯体中的燃料颗粒在基体中周期性排列,从中取出代表性体积元,运用有限元方法计算弥散型燃料在不同温度和颗粒体积含量下的等效弹性模量。分析比较了颗粒的体积含量和分布形式对弥散型燃料等效弹性性质的影响,并在颗粒随机排列时,将有限元计算结果和解析模型的结果进行了比较。结果表明,计算值和Mori-Tanaka模型的预测值最为接近。

关键词：弥散型燃料等效弹性系统细观力学有限元法

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弥散型燃料元件等效热传导系数的有限元模拟

核动力工程 2010年第3期31卷 45-49页

作者：姜馨丁淑蓉霍永忠复旦大学力学与工程科学系上海200433

弥散型燃料元件的热传导与燃料颗粒的数量、形状、大小及其分布,以及元件的几何形状和堆芯内热工条件等密切相关。采用细观计算力学的方法,按照燃料颗粒不同的排布方式从整个元件中取出单胞和代表体积单元,运用有限元法计算了弥散型燃... 详细信息

弥散型燃料元件的热传导与燃料颗粒的数量、形状、大小及其分布,以及元件的几何形状和堆芯内热工条件等密切相关。采用细观计算力学的方法,按照燃料颗粒不同的排布方式从整个元件中取出单胞和代表体积单元,运用有限元法计算了弥散型燃料元件在不同温度、燃耗和颗粒体积含量下的等效热传导系数,并和理论公式进行了比较。结果表明,计算值和Maxwell模型的理论值最为接近。

关键词：弥散型燃料元件等效热传导系数细观力学有限元法

弥散型燃料元件可靠性与优化设计:理论建模与数值模拟

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核动力工程 2007年第Z1期28卷 16-19,37页

作者：丁淑蓉姜馨霍永忠复旦大学力学与工程科学系上海200433 复旦大学力学与工程科学系上海200433 复旦大学力学与工程科学系上海200433

弥散型核燃料具有优于其它燃料的重要性能,已在研究试验堆和核动力堆中得到广泛应用,而且还具有许多潜在的应用前景.由于弥散型燃料所处的苛刻环境、复杂的堆内行为和结构,其可靠性与优化设计问题十分复杂.因此,建立能够反映燃料元件堆... 详细信息

弥散型核燃料具有优于其它燃料的重要性能,已在研究试验堆和核动力堆中得到广泛应用,而且还具有许多潜在的应用前景.由于弥散型燃料所处的苛刻环境、复杂的堆内行为和结构,其可靠性与优化设计问题十分复杂.因此,建立能够反映燃料元件堆内复杂物理行为的理论模型,并利用有限元法对弥散型燃料的传热学和热力学行为进行精确数值模拟已成为实验的一个重要辅助工具,受到了国际学术界的重视.本文综述了相关研究成果,并简介了相关研究进展.

关键词：弥散型燃料热力耦合分析有限元法三维分析模型