国家自然科学基金(50271016)
- 作品数：20 被引量：101H指数：8
- 相关作者：李旭东李华清任淮辉李俊琛谢水生更多>>
- 相关机构：兰州理工大学北京有色金属研究总院长江大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重大基础研究前期研究专项甘肃省自然科学基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺自动化与计算机技术航空宇航科学技术更多>>
- 叠层复合材料电磁场效应数值模拟
- 2012年
- 为了解决现有数值模拟方法不能计算叠层复合材料分层吸收率、分层反射率及多角度反射率的问题,借助可以表征能量流动方向和大小的Poynting矢量,按研究项目要求建立了由碳纤维、石墨颗粒和聚苯乙烯树脂组成的叠层复合材料微结构有限元模型,通过程序设计结合有限元数值模拟的方法实现了电磁场效应的计算。结果表明,所设计的叠层复合材料在宽频范围内具有稳定的电磁场效应。在工作频率2～18GHz范围内,该结构吸收率高达50%以上,而垂直反射率只有10%左右。斜反射率随反射角度增大而减小。迎波第一层的吸收率和反射率均大于第二层。数值模拟结果满足研究项目要求。研究方法对任意叠层材料微结构均具有适用性。
- 曲宝龙李旭东李俊琛
- 关键词：复合材料数值模拟材料微结构
- 碳/酚醛防热复合材料烧蚀行为的数值模拟被引量：6
- 2018年
- 碳/酚醛复合材料被广泛地应用于钝头体表面,是飞行器优秀的热防护材料。为了准确地预测其烧蚀性能,本文从复合材料的组成物纤维和基体的角度出发,基于能量、质量守恒和热分解方程,考虑了烧蚀过程中材料热属性的非线性变化和烧蚀面的退缩,分别计算了纤维和基体的烧蚀性能,预测了烧蚀过程中防热复合材料的温度分布、密度变化、质量损失规律及热属性和线烧蚀率等。结果表明:碳/酚醛复合材料的烧蚀是各种因素相互作用、相互影响的高度非线性过程;烧蚀过程中材料结构具有不均匀的温度分布,烧蚀面区域材料密度衰减最大并且材料的质量损失和损失率几乎呈线性增加;纤维和基体的烧蚀行为存在明显差异,分别预测两者的烧蚀性能,可以为热防护材料的设计提供更加准确的参考和依据。
- 张拜李旭东
- 关键词：热防护数值模拟温度分布
- 二维多晶体材料微结构的力学响应计算被引量：10
- 2008年
- 为了研究二维多晶体材料微结构细观尺度的力学性能和失效行为,将材料微结构细观力学响应的数值计算建立在材料微观组织结构的代表性体积单元(RVE)上。利用已开发的材料微观组织结构仿真软件Pro-Design构造出二维多晶体材料微结构模型,采用C程序设计和Python脚本语言混合编程的方法,开发出用于材料微结构有限元网格划分与细观应力响应计算的软件AutoRVE,这对评估微裂纹的启裂、扩展,预测复合材料微结构材料损伤后的材料性能,推演微结构"虚拟失效"行为具有指导意义。
- 任淮辉李旭东李俊琛龙弟德
- 关键词：ABAQUS
- 碳/酚醛复合材料体积烧蚀行为的数值模拟被引量：3
- 2018年
- 为了准确掌握碳/酚醛防热复合材料的烧蚀特性和烧蚀机理,基于质量和能量守恒、材料热分解以及物性的计算方程,应用数值模拟方法计算了碳/酚醛复合材料的热响应和体积烧蚀行为.计算结果表明：烧蚀过程中碳/酚醛复合材料具有不均匀的温度场分布,在厚度方向上最大温差达到了634 K,并且加热面上基体温度比纤维温度高出了175 K;酚醛基体的平均密度几乎呈线性衰减,40 s时平均密度降低了37.8%;烧蚀过程中酚醛基体具有较大的质量损失,40 s时质量损失了0.31 g,是20 s时的2.4倍.
- 张拜李旭东
- 关键词：数值模拟热防护系统
- 复合材料微观织构的数学模型被引量：2
- 2013年
- 复合材料失效大多数情况都起始于微观水平的破坏,比如微裂纹的萌生、扩展,直到最后的失稳断裂,而微裂纹的扩展只受附近几个晶粒影响,所以不仅要考虑这几个晶粒的取向,还要考虑边界形貌,所谓考虑边界形貌就是要引进3个位置变量.对于位置-取向空间的引出和分析搭建一个数学模型并提供解决问题的思路,基于Voronio增量算法,利用C语言编程获得复合材料微观组织几何数据信息,通过OpenGL进行可视化,模拟结果再现复合材料的真实结构,为采用数值化技术对多晶体集合进行定量分析创造条件.
- 盛捷李俊琛
- 关键词：复合材料微观织构数学模型
- 计算机模拟材料组织结构的程序设计被引量：11
- 2005年
- 介绍了将由分层切片技术得到的物体的一系列平面图形,转变成为与实际相符合的立体结构的模拟程序设计.通过在相邻截面间建立距离最小点之间的匹配关系,从而确定出物体的空间立体结构,使不能直接被观察的材料内部的立体信息可以直观地显现出来,为进一步研究、评测和设计材料的性能提供技术平台.
- 陈百明李华清李旭东
- 关键词：计算机模拟
- 把切片截面转变成为立体图形过程中的高效消隐方法被引量：4
- 2004年
- 在把切片截面上的二维图形转变为立体图形的过程中,通过利用切片截面各层之间相互平行的特殊性,并找出绘制切片截面立体图形的特殊点,我们发展了一种新方法,解决立体图形绘制中的消隐问题.该方法不仅避免了各种复杂的计算。
- 陈百明李旭东
- 关键词：消隐算法计算机图形学
- 短纤维增强复合材料刚度系数预测被引量：1
- 2004年
- 运用已开发的计算机软件,模拟了短纤维增强复合材料的微观组织结构,预测了在机械载荷作用下13种复合材料样品的刚度系数.采用数理统计中的回归分析方法对预测结果进行分析后发现:每种复合材料样品的刚度系数C11,C12,C44均随着增强相材料体积份额φ的增大而增大,它们之间有很好的线性回归关系;此外,对于不同类型的复合材料样品,复合材料刚度系数与组分材料的刚度系数、弹性模量及各向异性比之间均呈现有规律的数值对应关系,而基体材料的平均晶粒尺寸D对复合材料刚度系数几乎没有影响.
- 成丽娟陈百明李旭东
- 关键词：短纤维增强复合材料刚度系数
- 微裂纹(群)在材料微结构内扩展的计算机模拟被引量：4
- 2007年
- 在"材料结构弱点"概念及其特性理论的指导下,开发出具有自主知识产权的计算机模拟软件PreFailure.该软件针对实际工程材料,模拟单个微裂纹或一系列微裂纹(群)在材料微结构内的虚拟扩展过程,能够预测微裂纹(群)在材料微结构内的不规则扩展路径、几何形态与扩展程度,具备了定量推演材料"微结构虚拟失效"行为的功能.软件PreFailure的开发还为三维微裂纹(群)扩展的计算机模拟积累了大量的有效算法与经验,为采用计算机技术模拟三维微裂纹在材料微结构内的扩展过程奠定了基础.
- 任淮辉李旭东
- 关键词：材料微结构计算机模拟
- C/C复合材料的热化学烧蚀和温度场耦合分析被引量：15
- 2013年
- 通过对热化学烧蚀机制的分析,利用有限元方法分析了热化学烧蚀、烧蚀表面退缩及温度场耦合作用下C/C复合材料的烧蚀性能变化规律。采用虚拟失效、重新构建网格部件的方法实现烧蚀表面的退缩,建立了烧蚀表面退缩下瞬态温度场的有限元模型。运用热化学烧蚀理论求解了进入材料内部的净热流和烧蚀率。烧蚀表面退缩后变得不规则,通过编程校正了重新加载热流时不规则表面出现局部热流偏大的现象。结果表明,随着烧蚀时间的增加,进入材料内部的热流达到动态的平衡,材料的烧蚀是多种因素综合作用的结果,通过耦合计算可以真实反映材料的烧蚀特性。
- 杨德军李旭东
- 关键词：烧蚀性能热化学烧蚀温度场
