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短纤维复合材料的本征应变边界积分方程计算模型
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:《应用数学和力学》
  • 时间:0
  • 分类:O241[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]上海大学理学院力学系,上海200444, [2]澳大利亚国立大学工程系,澳大利亚 ACT 0200
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10772106)
中文摘要:

提出了短纤维复合材料的本征应变边界积分方程计算模型,并采用新发展的边界点法进行了求解.模型依据Eshelby等效夹杂物的概念并借助Eshelby张量,采用迭代方法来计算基体中各种性能短纤维的本征应变,其中所需的Eshelby张量不难通过解析或数值方法获得.由于未知量只出现在边界上,与已有的有限元和边界元模型相比,提出的计算模型可极大地减小异质体问题的求解规模,提高计算效率.通过数值算例计算了代表性体积单元上各种短纤维复合材料的整体弹性性能,验证了计算模型和求解方法的正确性和有效性.

英文摘要:

A computational model was proposed for short-fiber reinforced materials with the eigenstrain formulation of the boundary integral equations (BIE) and solved with the newly developed boundary point method (BPM). The model comes intimately from the concept of the equivalent inclusion of Eshelby with eigenstrains to be determined in an iterative way for each short-fiber embedded in the matrix with various properties via the Eshelby tensors, which can be readily obtained beforehand through either analytical or numerical means. As the unknowns appear only on the boundary of the solution domain, the solution scale of the inhomogeneity problem with the model is greatly reduced. This feature is considered to be significant because such a traditionally time-consuming problem with inhomogeneity can be solved most cost-effectively compared with the existing numerical models of the FEM or the BEM. The numerical examples are presented to compute the overall elastic properties for various short-fiber reinforced composites over a representative volume element (RVE), showing the validity and the effectiveness of the proposed computational model and the solution procedure.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8965