摘要：利用新型广义自洽模型推导混杂纤维复合材料有效模量的预测公式。模型假定各相纤维的共焦点椭圆柱体细观单元嵌在同一宏观上均匀化的复合材料中。通过解析函数的保角变换与罗朗级数展开,获得了相应问题的解。根据复合材料平均应力与应变关系,获得了混杂纤维复合材料横向剪切模量和体积模量的预测公式。该模型能够考虑纤维截面影响,所得理论值与实验结果吻合较好。

摘要：提出了利用超声波法测量材料体积模量的自动识别目标点算法。针对不同棒状材料,使用超声波纵波直探头测量直达纵波时间和变形横波产生的延时纵波到达的时间计算超声波在该种材料中的横波声速和纵波声速,并得到其体积模量。在分析不同材质和尺寸对于特征点位置影响的基础上,设计了自动搜索算法替代手动闸门截取波形寻找特征点,从而简化了超声波测量体积模量的步骤。对于长径比在5∶1左右的钢和铝等金属试件测量不确定度在1%以下,相同尺寸的有机玻璃和尼龙等非金属试件不确定度在3%以下。

摘要：为了设计周期性多孔钢或钢/铝复合材料优化微结构,基于独立连续映射法,建立了以结构总质量最小化为目标,节点位移为约束的拓扑优化模型。假设宏观结构由多孔材料或复合材料组成,其等效特性采用均匀化理论计算得到。定义了微观材料拓扑变量,节点位移约束采用一阶泰勒展开近似。各种材料设计要求作为约束条件纳入到优化模型中。推导了节点位移和总质量的敏度表达式。采用基于求解偏微分的过滤方法消除了数值不稳定性。在二维数值算例中获得了各种满足设计要求的优化材料微结构。结果表明:提出的方法在材料微结构拓扑优化设计中具有可行性和有效性。

摘要：揉碎柠条的可压缩性对其压缩设备的设计和压缩生产工艺的选择有重要影响。该文通过对揉碎柠条在22～140℃范围内4个不同温度下的压缩试验,建立了柠条在压缩过程中压力与体积应变、压力与压缩密度以及体积模量与压缩密度的数学模型,获得了温度对揉碎柠条可压缩性的影响规律。研究结果表明:揉碎柠条在压缩过程中存在松散、过渡和压紧3个阶段,在松散阶段可压缩性较好,过渡阶段可压缩性逐渐降低,压紧阶段可压缩性迅速降低。同时,柠条的可压缩性与温度有关,在所选温度范围内,可压缩性随温度的升高而提高;且随压缩密度的增加,温度对其可压缩性的影响逐渐增强。研究结果为柠条压缩设备的设计及其加工工艺的合理选择提供了参考。

摘要：混凝土的干缩特性一直是学术与工程界关注的问题之一。该文用细观力学方法对混凝土相对于水泥浆体的干缩率进行研究。假定混凝土为由骨料和水泥浆体组成的二相材料,根据混凝土收缩量与组成混凝土的各相介质收缩量之和相等的原则,分别用基于Eshebly等效夹杂理论的Mori-Tanaka方法和基于载荷叠加思想的细观力学方法推导了混凝土干缩量。结果表明:Mori-Tanaka法、自洽方法和经验公式得到的相对干缩量基本相同,能很好地反映混凝土的干缩特性。混凝土相对干缩随骨料体积分数的增加而下降,随水泥基质泊松比的增大而增加。相对干缩随骨料与水泥基质体积模量比的增大而减小,但是当其值大于5后的影响比较小。用该文的方法估算混凝土的干缩,物理意义明确且计算简单,可以减少实验的工作量,同时也为混凝土结构的设计提供一定的参考。

摘要：高聚物粘结炸药(PBX)是一种颗粒高度填充的含能复合材料,其单质炸药晶体的体积百分含量通常达到了85%以上。在室温和低应变率条件下,炸药晶体与粘结剂两相模量对比可达3～4个数量级,PBX的这两个特点使传统复合材料相关理论不再适用。因此,PBX有效弹性性能的模拟与预测对复合材料力学和细观力学提出了巨大挑战。本文介绍了国内外在PBX有效弹性性能模拟与预测方面所进行的工作,对各种预测方法的优缺点以及应用前景进行了简要的评述,指出了PBX有效性能模拟与预测需要解决的问题以及下一步工作的重点。

摘要：高聚物黏结炸药(PBX)是一种颗粒高度填充的含能复合材料,其单质炸药晶体的体积百分含量通常达到了80%以上,采用经典的细观力学模型Hashin-Shtrikman界限法获得的PBX有效弹性模量与实验测试值存在较大误差。引入含有炸药密度参数的"界面结合修正系数",得到了一个改进的Hashin-Shtrikman模型。设计了三种密度的以TATB为基的PBX,测定了相应的弹性模量值,并确定了模型的修正系数为0.813(ρ/ρ0)8.64和0.296(ρ/ρ0)8.68。分别利用经典的和改进的Hashin-Shtrikman模型计算了该型PBX的有效体积模量和有效剪切模量,同时与实验值进行了对比。结果表明:以TATB为基的PBX其有效弹性模量随密度的减小呈指数形式衰减,且体积模量与剪切模量随密度的影响程度几乎一致,其指数约为8.6;改进的Hashin-Shtrikman模型的预测结果与实验值的误差在1%左右;改进后的模型合理,拟合精度高,适合于对双组分PBX有效弹性模量的预测。

摘要：土体变形虽然是非线性的,但在微小增量时可看作是线性的,且服从增量线性的各向同性广义虎克定律。Duncan-Chang(D-C)模型提出于1970年,D-C模型属于非线性次弹性模型中的变模量模型。用E-!模型一般可以通过有限元法计算出各种黄土建筑物和地基的应力状态和变形,据与实测资料比较,准确性可达70%~80%,一般偏大。

摘要：与降雨有关的边坡表层变形位移,其根源是基质吸力降低引起的非饱和土体积应变。利用某滑坡体的原状样及其重塑样,分别在100k Pa、200k Pa围压作用下,采用单纯增加基质吸力的应力路径,对基质吸力引起的体积应变,进行试验测试。结果显示:(1)试样的体应变,随基质吸力的增大,单调增大,服从对数函数关系;(2)围压由100k Pa增加到200k Pa的试样体积模量,随基质吸力的增大,单调增大,服从幂函数关系;(3)与基质吸力有关的体积变化系数,随基质吸力的增大,单调减小,服从幂函数关系;并且当基质吸力大于200k Pa以后,随基质吸力增大,体积变化系数接近于常数,约为0.0059左右。在此基础上,本文针对这种由单纯基质吸力变化引起的非饱和土体积应变规律及机理,进行了探讨。

摘要：基于材料在卸载阶段为弹性卸载的特点,针对冻结德令哈砂土进行了不同围压、不同加载速率情况下的三轴剪切循环试验和各向等压循环试验,根据应力-应变曲线的滞回环平均斜率给出了与围压和加载速率有关的冻结德令哈含盐砂土的剪切模量G和体积模量K的表达式,建立了与加载速率相关的弹性本构模型。