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建筑涂层织物膜材剪切模量的双轴剪切测试方法
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作者 贾林睿 高成 +1 位作者 石泰百 《空间结构》 CSCD 北大核心 2019年第2期55-59,共5页
为确定更符合工程需求的建筑涂层织物膜材剪切弹性模量,基于双轴拉伸试验,采用45°偏轴十字型试件,定义名义剪切应力和工程剪切应变,提出了单调剪切加载下,基于剪切线性应变能误差的等效剪切屈服应力确定方法.在此基础上,提出了材... 为确定更符合工程需求的建筑涂层织物膜材剪切弹性模量,基于双轴拉伸试验,采用45°偏轴十字型试件,定义名义剪切应力和工程剪切应变,提出了单调剪切加载下,基于剪切线性应变能误差的等效剪切屈服应力确定方法.在此基础上,提出了材料剪切模量低周循环双轴剪切测试方法,采用了等幅周期加载制度,以等效剪切屈服应力作为循环荷载的幅值,对剪应力正负加载上升段曲线线性拟合得到剪切模量.对玻璃纤维织物PTFE涂层膜材试件进行了试验,所得的剪切应力应变滞回曲线规则,线性度高,相比既有方法更符合工程实际.该方法可应用于G类膜材或其他织物增强类膜材. 展开更多
关键词 建筑涂层织物膜材 剪切模量 双轴剪切 剪切应变能 等效剪切屈服应力
大尺度空间薄膜地面振动试验网格膜等效理论分析与数值模拟 预览
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作者 张祎贝 +1 位作者 谢超 彭福 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第4期419-424,共6页
针对薄膜结构对空气阻力效应敏感、难以进行全尺寸地面动力学验证试验的问题,提出采用网格膜作为矩形膜面的等效结构进行地面动力学验证试验。建立了矩形膜面与网格膜的动力学等效准则,对网格膜的预应力场及结构参数进行了限定。算例数... 针对薄膜结构对空气阻力效应敏感、难以进行全尺寸地面动力学验证试验的问题,提出采用网格膜作为矩形膜面的等效结构进行地面动力学验证试验。建立了矩形膜面与网格膜的动力学等效准则,对网格膜的预应力场及结构参数进行了限定。算例数值模拟表明,在该等效准则的约束下,网格膜与矩形膜面具有基本一致的动力学特性。同时,声固耦合仿真验证了网格膜对空气阻力效应不敏感。 展开更多
关键词 薄膜结构 网格膜结构 动力学等效准则 空气阻力效应 声固耦合
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环氧基形状记忆聚合物超弹-黏弹性本构及大应变率相关性
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作者 樊鹏玄 +4 位作者 胡建辉 赵兵 房光强 曹争利 彭福 《上海交通大学学报》 CSCD 北大核心 2019年第9期1017-1022,共6页
为探讨环氧基形状记忆聚合物(ESMP)在大应变状态下由材料超弹-黏弹性引起的应力软化-刚化效应及率相关特性,针对玻璃化转变温度(T_g)附近ESMP在发生大变形时表现出的应力软化和刚化效应进行力学本构方程及其试验研究.利用2阶多项式的超... 为探讨环氧基形状记忆聚合物(ESMP)在大应变状态下由材料超弹-黏弹性引起的应力软化-刚化效应及率相关特性,针对玻璃化转变温度(T_g)附近ESMP在发生大变形时表现出的应力软化和刚化效应进行力学本构方程及其试验研究.利用2阶多项式的超弹性本构方程替换广义Maxwell模型中的线弹性胡克定律以考虑大应变条件下材料的刚化效应,构造出超弹-黏弹性本构方程,并在真应变速率恒定的条件下推导出具有解析表达式、便于工程应用的材料参数测定公式;采用分段线性位移曲线逼近指数变化位移曲线,在温度高于T_g点的橡胶态及低于T_g点7℃的状态下,分组进行不同应变率的ESMP单轴拉伸试验;利用试验数据拟合得到推导本构方程的材料参数,并对其相应的拉伸试验进行数值模拟,试验结果与模拟结果较为吻合.结果表明:ESMP具备明显的率相关特性;随着应变速率的增大,ESMP的软化效应及刚化效应有所增强;应变速率大的切线模量总是大于应变速率小的切线模量. 展开更多
关键词 环氧基形状记忆聚合物 大应变 超弹-黏弹性 率相关 刚化效应
不同拉伸速率下的ECTFE薄膜单轴拉伸试验 预览
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作者 刘昶江 赵兵 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第A02期16-22,共7页
针对厚度为250μm的乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ethylene-chlorotrifluoroethylene,ECTFE)薄膜,沿MD及TD方向裁取哑铃形试样,分别进行不同拉伸速率下(0.02、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、10.00 min-1)单轴拉伸试验,通过分析应力-应... 针对厚度为250μm的乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ethylene-chlorotrifluoroethylene,ECTFE)薄膜,沿MD及TD方向裁取哑铃形试样,分别进行不同拉伸速率下(0.02、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、10.00 min-1)单轴拉伸试验,通过分析应力-应变曲线,得到了弹性模量、屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率等力学参数及其变化规律.试验结果与分析表明:ECTFE薄膜材料沿MD及TD方向的单轴拉伸力学性能基本相同;应力-应变曲线呈现明显的非线性,从拉伸初始至断裂共经历线弹性、应变软化、冷拉和应变硬化4个主要阶段;弹性模量、屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率等主要力学参数与拉伸速率之间呈现非线性指数关系,并给出了其非线性拟合公式,可用于预测ECTFE薄膜在不同拉伸速率下的的相关力学参数. 展开更多
关键词 乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)薄膜 拉伸速率 抗拉强度 屈服强度 弹性模量 非线性拟合公式
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双轴向经编类膜材PVDF8028偏轴强度及刚度特征 预览
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作者 建稳 周涵 +3 位作者 张宁 王明洋 孙巍巍 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期54-61,共8页
双轴向经编类膜材具有多层次的复合结构,为深入揭示其强度及刚度特征,以高性能膜材Seaman PVDF8028为研究对象,进行了7个偏轴角度(梯度15°)的拉伸力学性能试验,获得了各角度下应力-应变关系、强度及变形数据,推导了相应弹模-应变... 双轴向经编类膜材具有多层次的复合结构,为深入揭示其强度及刚度特征,以高性能膜材Seaman PVDF8028为研究对象,进行了7个偏轴角度(梯度15°)的拉伸力学性能试验,获得了各角度下应力-应变关系、强度及变形数据,推导了相应弹模-应变关系并对其衍变规律进行了深入研究.研究表明:双轴向经编类膜材PVDF8028为典型的非线性、各向异性材料;各角度下的变形刚度特征差异明显,且表现出规律性的衍变特征;应变全域内的应力及弹模关系曲线呈现出特征鲜明的3阶段:起始线弹性段、应变强化段及应力强化段;此外,膜材的强度随角度变化表现出典型的“W”形规律,异于Tsai-Hill等强度准则的“U”形规律.所得研究结论可为双轴向经编类膜材变形强度预测及相应膜结构的设计分析提供有益参考. 展开更多
关键词 双轴经编织物 力学性能 偏轴 强度 刚度
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测试真空中薄膜阵面自振特性的等代方法 预览
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作者 谢忠 何艳丽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期93-98,111共7页
大气环境下,空气产生的附加质量会大大折减薄膜阵面的刚度,致使薄膜阵面的自振特性与在实际真空工作环境中存在较大误差。基于针对真空中薄膜阵面动力特性进行试验验证,而开展真空测试试验仍然存在困难的实际情况,为忽略空气附加质量的... 大气环境下,空气产生的附加质量会大大折减薄膜阵面的刚度,致使薄膜阵面的自振特性与在实际真空工作环境中存在较大误差。基于针对真空中薄膜阵面动力特性进行试验验证,而开展真空测试试验仍然存在困难的实际情况,为忽略空气附加质量的影响,提出以大气环境下的网格膜等代真空中薄膜测试自振特性的方法。通过对比两者振动特性数值分析结果以及采用双轴张拉装置和非接触式位移动态采集设备进行试验验证,研究得到以大气环境下网格膜自振频率等代真空中阵面膜频率的结论公式。 展开更多
关键词 薄膜阵面 自振特性 网格膜 等代方法
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基于双轴拉伸试验的飞艇蒙皮材料非线性分析 被引量:1
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作者 鲁国富 邱振宇 +1 位作者 高成 《复合材料学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1166-1171,共6页
飞艇蒙皮为多功能层压织物材料,力学行为呈现复杂的非线性,合理表征其非线性的力学模型对飞艇结构设计与分析至关重要。本文对飞艇蒙皮材料试件进行了7个应力比双轴拉伸试验,基于正交异性材料模型,采用应变残差平方和最小方法计算弹性常... 飞艇蒙皮为多功能层压织物材料,力学行为呈现复杂的非线性,合理表征其非线性的力学模型对飞艇结构设计与分析至关重要。本文对飞艇蒙皮材料试件进行了7个应力比双轴拉伸试验,基于正交异性材料模型,采用应变残差平方和最小方法计算弹性常数,建立线性力学模型;根据试验数据建立应力弹性常数响应面,建立以应力为变量的完整三次式非线性力学模型。并根据此力学模型建立飞艇蒙皮材料有限元分析模型,通过数值模拟七种应力比下的双轴拉伸试验,分析结果的应力分布和分缝位移与试验现象一致。将分析得到的应力-应变曲线与试验结果进行对比,两者能很好的吻合,表明非线性力学模型及分析方法适用于飞艇结构分析。 展开更多
关键词 飞艇蒙皮 双轴拉伸试验 应变残差 非线性力学模型 有限元分析
Prony级数形式的形状记忆聚合物有限应变黏弹性本构模型 预览
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作者 樊鹏玄 +4 位作者 赵兵 胡建辉 张大旭 房光强 彭福 《浙江大学学报:工学版》 CSCD 北大核心 2018年第6期1194-1200,共7页
为考察形状记忆聚合物(SMPs)的有限应变力学特性,将SMPs材料的弹性响应采用Neo-Hookean超弹性本构方程描述,黏性响应采用Prony级数描述,从经典遗传积分形式的黏弹性本构方程出发,推导出有限应变格式的黏弹性本构方程和相应的材料参数... 为考察形状记忆聚合物(SMPs)的有限应变力学特性,将SMPs材料的弹性响应采用Neo-Hookean超弹性本构方程描述,黏性响应采用Prony级数描述,从经典遗传积分形式的黏弹性本构方程出发,推导出有限应变格式的黏弹性本构方程和相应的材料参数拟合公式.采用环氧基形状记忆树脂(ESMP)进行拉伸-松弛试验,利用推导的公式进行非线性拟合得到本构方程的参数.对不同温度下ESMP的黏弹性力学特性进行试验研究,表明在试验温度范围内随温度升高ESMP的初始模量降低,初始模量中黏性部分所占比例降低,但弹性部分模量值基本不变.针对三维的SMPs结构分析问题,基于所推导本构,应用ABAQUS软件建立数值模拟方法.对拉伸-松弛试验进行数值模拟,结果表明所推导的本构方程用于SMPs的大应变分析中具有较高准确性.此外,所推导的有限应变黏弹性本构方程及参数拟合公式也适用于具有黏弹性特点的其他各向同性高聚物. 展开更多
关键词 有限应变 黏弹性本构 Neo-Hookean超弹性本构 形状记忆聚合物 拉伸-松弛试验
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织物复合材料空间可展桁架模态试验与分析 预览
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作者 张祎贝 高冀峰 +4 位作者 张大旭 房光强 曹争利 彭福 《振动与冲击》 CSCD 北大核心 2018年第17期155-160,共6页
航天器正朝着大型化、轻量化和模块化的方向发展。由织物复合材料制成的空间可展桁架结构,作为航天器的组成结构有广泛的应用前景。以一个由织物复合材料制成的空间可展桁架结构为研究对象,开展了微重力环境下的模态试验和仿真分析。结... 航天器正朝着大型化、轻量化和模块化的方向发展。由织物复合材料制成的空间可展桁架结构,作为航天器的组成结构有广泛的应用前景。以一个由织物复合材料制成的空间可展桁架结构为研究对象,开展了微重力环境下的模态试验和仿真分析。结构主要由空心圆管、三角形隔板和斜加劲索组成。模态试验采用气动-电磁悬挂系统实现结构重力卸载,模拟微重力环境。仿真分析中,空心圆管由织物复合材料构成,假设为正交各向异性材料结构;三角形隔板由铺层复合材料构成,假设为各向同性材料结构;考虑斜加劲索的预应力对结构刚度及斜加劲索自身有效弹性模量的影响。最终得到的仿真结果与试验对应关系良好,对大型预应力空间可展桁架研究具有参考价值。 展开更多
关键词 织物复合材料 空间可展桁架 微重力模态试验 预应力 非线性加劲索
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碳/环氧薄壁豆荚杆热-结构性能试验研究 预览
10
作者 李一坡 胡建辉 +3 位作者 杨德庆 房光强 彭福 《工程力学》 CSCD 北大核心 2018年第11期232-239,共8页
碳纤维增强环氧树脂基复合材料成功应用于航天器结构,其热-结构效应是重点关注问题之一。该文以碳纤维增强环氧树脂基复合材料空间可展天线薄壁豆荚杆为研究对象,通过试验对其材料热物理参数进行测定,得到材料的热物理参数,测得其比热... 碳纤维增强环氧树脂基复合材料成功应用于航天器结构,其热-结构效应是重点关注问题之一。该文以碳纤维增强环氧树脂基复合材料空间可展天线薄壁豆荚杆为研究对象,通过试验对其材料热物理参数进行测定,得到材料的热物理参数,测得其比热容和导热系数均随着温度升高而增大,符合材料热参数的变化规律。采用大体积真空罐、热沉和红外加热笼模拟空间热环境,对薄壁豆荚杆进行真空热辐射试验,得到试件特征位置处的瞬态、稳态温度场,并采用低温应变片测试特征点应变时程,分析得到薄壁豆荚杆在热辐射作用下纵向、横向及薄壁内外两侧热响应的温度和应变分布规律,为理论分析、数值研究和设计提供参考。 展开更多
关键词 空间薄壁豆荚杆 碳/环氧复合材料 材料热物理参数 真空辐射试验 温度分布 应力分布
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柔性薄膜太阳能电池与乙烯-四氟乙烯薄膜复合材料电-热-力性能试验研究 预览
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作者 阴悦 胡建辉 +1 位作者 李一坡 《载人航天》 CSCD 北大核心 2018年第1期73-78,共6页
为了研究不同乙烯-四氟乙烯(ethylene tetrafluoroethylene,ETFE)薄膜光伏一体化形式的电-热-力性能,在日照辐射强度为1000 W/m2的光照条件下,分别对ETFE衬底的柔性薄膜太阳能电池(S1试件)及双层ETFE覆膜的单条柔性薄膜太阳能电池... 为了研究不同乙烯-四氟乙烯(ethylene tetrafluoroethylene,ETFE)薄膜光伏一体化形式的电-热-力性能,在日照辐射强度为1000 W/m2的光照条件下,分别对ETFE衬底的柔性薄膜太阳能电池(S1试件)及双层ETFE覆膜的单条柔性薄膜太阳能电池试件(S2试件)进行单轴拉伸试验。得到了应力-应变曲线、温度及电压变化曲线并分析了电-热-力性能之间的相互作用现象。试验结果表明:S1试件的屈服应力为20.2 MPa,弹性模量为1110 MPa,开路电压存在明显的下降突变点,试件S1的破坏原因是膜材断裂;S2试件在试验过程中电池条出现滑移现象,屈服应力为6.6 MPa,弹性模量为715 MPa。当拉伸至应变为10%时,电压波动较大直至降为0 V,与试件S1相比,试件S2电-热-力性能之间的相互影响较为显著。 展开更多
关键词 柔性薄膜太阳能电池 ETFE薄膜 应力应变 温度 电压 电-热-力性能
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盘绕式伸展臂非线性振动力学分析 预览
12
作者 樊鹏玄 +1 位作者 张祎贝 赵兵 《振动与冲击》 CSCD 北大核心 2018年第10期80-86,109共8页
盘绕式伸展臂非线性振动特性决定加劲索的预应力取值及航天器的振动控制,采用几何精确理论与屈曲分析理论推导出静力条件下加劲索预应力取值范围,在此范围对盘绕臂的非线性振动进行计算。针对小幅非线性振动,考虑加劲索预应力的加载作... 盘绕式伸展臂非线性振动特性决定加劲索的预应力取值及航天器的振动控制,采用几何精确理论与屈曲分析理论推导出静力条件下加劲索预应力取值范围,在此范围对盘绕臂的非线性振动进行计算。针对小幅非线性振动,考虑加劲索预应力的加载作用引发P-Δ效应的影响,采用特征值迭代法求解不同预应力下模态及频率,得到使盘绕臂自振频率最大的预应力值,总结出设计用的加劲索"频率-预应力-直径"参考面。针对大幅非线性振动,采用动力时程信号处理法,基于显式动力学积分获取盘绕臂大幅振动时程信号,结合快速傅氏变换(FFT)和随机子空间(SSI/data)两种方法,基于MATLAB平台编制时程信号处理程序,用于提取大幅振动的频率及模态。在动力时程信号中发现加劲索在大幅振动中的高频交替张弛使盘绕臂能量分布迅速达到动态平衡,从而使盘绕臂振幅迅速衰减。最后制作盘绕臂模型进行模态试验,测试的结果与计算结果基本吻合。 展开更多
关键词 盘绕式伸展臂 非线性振动 频率提取 模态识别
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一种飞爬两用机器人的腿部机构设计与仿真分析
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作者 贾林睿 +2 位作者 赵兵 董鹏 敬忠良 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2018年第4期14-17,22共5页
基于自然环境运动需求,模仿昆虫的运动特点,设计了1套飞爬两用机器人,并针对其特殊的腿部进行了机构设计、运动学分析和优化,提出了基于足端工作范围以及单腿运动能力的比例优化方法并制造了样机。针对飞爬两用的特点,对于着陆过程中机... 基于自然环境运动需求,模仿昆虫的运动特点,设计了1套飞爬两用机器人,并针对其特殊的腿部进行了机构设计、运动学分析和优化,提出了基于足端工作范围以及单腿运动能力的比例优化方法并制造了样机。针对飞爬两用的特点,对于着陆过程中机器人的动力学响应,推导了动力学方程,并结合电机控制进行了动力学仿真并与实验结果比较,验证了模型准确性以及控制方法的有效性。 展开更多
关键词 飞爬两用机器人 腿部机构 运动学分析 优化方法 动力学仿真
环氧形状记忆聚合物的热力学性能试验研究 预览
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作者 王丽君 +3 位作者 樊鹏玄 张大旭 房光强 曹争利 《哈尔滨工程大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期1804-1808,共5页
针对目前关于形状记忆聚合物热力学性能研究不足,本文对一种新研制的环氧形状记忆聚合物开展了三类热力学试验。首先进行了SMP拉伸、弯曲、扭转形变下的形状记忆自由回复试验,测定了形状记忆固定率与回复率,均可达到99.4%以上;采用热分... 针对目前关于形状记忆聚合物热力学性能研究不足,本文对一种新研制的环氧形状记忆聚合物开展了三类热力学试验。首先进行了SMP拉伸、弯曲、扭转形变下的形状记忆自由回复试验,测定了形状记忆固定率与回复率,均可达到99.4%以上;采用热分析仪测定了材料-50℃~100℃的热膨胀应变随温度的关系,其值呈近似双线性,在玻璃转换点前后分别为4.8×10^-5℃和2.76×10^-4℃;最后进行了不同温度时的拉伸应力松弛试验及其不同加载速率拉伸试验,结果表明:在玻璃化转变温度附近,材料弹性模量与应力松弛现象发生明显的改变,形状记忆聚合物具有较强的时温相关非线性粘弹塑性力学行为特征。 展开更多
关键词 形状记忆聚合物 热膨胀系数 形状记忆自由回复 应力松弛 时温相关性 热力学性能
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乙烯-四氟乙烯薄膜徐变特性的试验分析
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作者 李一坡 胡建辉 +2 位作者 阴悦 杨德庆 《上海交通大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期147-151,共5页
对12组250μm厚的乙烯-四氟乙烯(ETFE)薄膜在40~80℃时进行了不同温度和应力下的徐变试验.对试验数据进行对数拟合,分析了拟合参数随试验条件的变化规律,得出考虑加载应力和温度的函数关系式,用以描述ETFE薄膜在不同温度和应力下的徐变... 对12组250μm厚的乙烯-四氟乙烯(ETFE)薄膜在40~80℃时进行了不同温度和应力下的徐变试验.对试验数据进行对数拟合,分析了拟合参数随试验条件的变化规律,得出考虑加载应力和温度的函数关系式,用以描述ETFE薄膜在不同温度和应力下的徐变性能.该函数关系式对后续分析ETFE薄膜力学性能和长期荷载作用下的结构性能有重要作用.试验和分析结果表明,ETFE薄膜的徐变量随加载应力的增大和温度的升高而明显增大,且呈非线性关系;温度小于40℃且应力小于6MPa时,材料的徐变量较小且增加缓慢;40℃以上或较高应力状态下,徐变显著. 展开更多
关键词 乙烯-四氟乙烯薄膜 徐变特性 温度应力效应
盘绕式伸展臂收纳过程理论分析与数值模拟 预览
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作者 樊鹏玄 赵兵 《工程力学》 CSCD 北大核心 2018年第3期249-256,共8页
盘绕式伸展臂在收纳过程中的力学行为决定其展开性能,收纳过程是否顺利是工程设计的关键问题,这取决于纵杆和三角框的刚度关系。盘绕臂收纳过程中纵杆和三角框均体现出大转动、大变形的特性,三角框还体现大挠度后屈曲特性。该文采用... 盘绕式伸展臂在收纳过程中的力学行为决定其展开性能,收纳过程是否顺利是工程设计的关键问题,这取决于纵杆和三角框的刚度关系。盘绕臂收纳过程中纵杆和三角框均体现出大转动、大变形的特性,三角框还体现大挠度后屈曲特性。该文采用势能驻值原理及几何精确理论建立三角框的后屈曲列式,计算出三角框的后屈曲刚度,基于势能驻值原理推导出盘绕臂收纳过程中通长纵杆的平衡方程以及保证稳定平衡的最小三角框屈曲后刚度,并得出盘绕臂设计使用的参考公式;为验证参考公式的正确性以及对收纳全程进行精确计算,采用自适应弧长迭代,基于增量有限元法模拟了盘绕臂收纳全过程,得到收纳过程中结构应力一应变及能量变化;通过对解析解和数值解在平衡方程、自由端高度、最小三角框刚度、能量守恒等关键参数的计算结果进行对比来相互论证计算的正确性。该文推导的解析公式与增量有限元法的精确模拟可相互补充,共同服务于盘绕臂设计中的参数选定和收展控制。 展开更多
关键词 盘绕式伸展臂 收纳分析 大挠度后屈曲 稳定平衡 数值模拟
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ETFE气枕平面充气成形过程的非线性结构性能分析
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作者 阴悦 胡建辉 +2 位作者 赵兵 杨德庆 《建筑结构学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期12-18,共7页
对基于平面裁切的乙烯-四氟乙烯(ethylene-tetrafluoroethylene,ETFE)气枕进行充气成形试验,利用激光位移计测量气枕矢高,基于三维摄影测量得到的形状,分析了气枕膜面应力分布。采用Peirce模型模拟ETFE膜材的材料力学非线性并进行相... 对基于平面裁切的乙烯-四氟乙烯(ethylene-tetrafluoroethylene,ETFE)气枕进行充气成形试验,利用激光位移计测量气枕矢高,基于三维摄影测量得到的形状,分析了气枕膜面应力分布。采用Peirce模型模拟ETFE膜材的材料力学非线性并进行相同充气过程的数值模拟,对比分析数值模拟与实测的气枕矢高和应力分布。结果表明:Peirce模型仅在反映ETFE两个屈服点之间的应力-应变关系上有所偏差;气枕充气完成后矢高约为172 mm,气枕膜面应力最大值集中于气枕中心与各边中点的连线区域;不同内压下的气枕矢高,膜面应力、应变的数值模拟结果与实测结果相对误差均在10%以内。此外,Peirce模型数值模拟结果表明,内压为2 k Pa时气枕膜面出现塑性应变;膜面总应变与塑性应变最大值集中于气枕中心与各边中点连线区域。 展开更多
关键词 EFFE气枕 平面裁切 充气成形试验 材料力学非线性 Peirce模型 膜面应力 膜面应变
封闭式膜结构体育馆冬季热环境测试
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作者 阴悦 胡建辉 +1 位作者 李一坡 《上海交通大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期1452-1458,共7页
在自然对流条件下,对封闭式膜结构体育馆的冬季室内热环境进行测试.根据不同的方位和高度共布置6个测点测量空气温度,同时得到了体育馆室内日照辐射强度、风速、黑球温度和相对湿度等热环境参数的变化曲线.分析了体育馆室内温度场的分... 在自然对流条件下,对封闭式膜结构体育馆的冬季室内热环境进行测试.根据不同的方位和高度共布置6个测点测量空气温度,同时得到了体育馆室内日照辐射强度、风速、黑球温度和相对湿度等热环境参数的变化曲线.分析了体育馆室内温度场的分布规律,采用修正后的预测投票平均值(aPMV)和预测不满意百分率(aPPD)指标对体育馆室内热环境进行评价.测试与分析表明:日照辐射是影响体育馆内部温度变化规律的主要因素.体育馆室内平均气温比外界高约3℃,随着室内高度的降低体育馆内升温时间逐渐延长,空气温度变化幅度呈现出显著的衰减性.测量时段内体育馆室内aPMV指标为-1.2~-0.5,热环境aPPD指标为15%~40%.在自然通风条件下,膜结构内无保温隔热设计的封闭式体育馆冬季室内热环境不满足舒适性要求. 展开更多
关键词 膜结构 封闭式体育馆 热环境 热舒适性评价
编木拱桥的参数化建模与分析:利用Python脚本高效构建虹桥 被引量:2
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作者 NJOBVU Madalitso 刘杰 《空间结构》 CSCD 北大核心 2018年第4期88-96,87共10页
虹桥是中国乃至世界上最早的编木拱桥,其纵向和横向木梁相互交叠,形成一种独特的共轭互承式结构.编木结构具有外观简洁、形式优美、安装方便等优点,但对其进行力学建模分析的过程较为复杂而繁琐.首先采用Python语言,嵌入Abaqus有限元软... 虹桥是中国乃至世界上最早的编木拱桥,其纵向和横向木梁相互交叠,形成一种独特的共轭互承式结构.编木结构具有外观简洁、形式优美、安装方便等优点,但对其进行力学建模分析的过程较为复杂而繁琐.首先采用Python语言,嵌入Abaqus有限元软件,对编木结构进行参数化建模,建模过程包括几何形状、材料特性、杆件间的连接面接触等.对有限元模型的几何尺寸、单元类型、荷载形式进行了参数分析,并将有限元结果与相关文献中的试验结果进行对比,结果验证了本文参数化建模方法的正确性和高效性. 展开更多
关键词 编木拱桥 虹桥 参数建模 共轭结构 木结构
基于广义Maxwell模型的形状记忆聚合物力学本构
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作者 樊鹏玄 +4 位作者 赵兵 胡建辉 张大旭 房光强 彭福 《上海交通大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期969-975,共7页
为揭示形状记忆效应的黏弹性力学机制并进行形状记忆过程模拟,先推导出积分形式的广义Maxwell本构方程,再结合时温叠加原理推导出形状记忆过程的形状固定率公式及应力应变演化方程.形状固定率公式显示:增大“固定约束时长/拉伸阶段时长... 为揭示形状记忆效应的黏弹性力学机制并进行形状记忆过程模拟,先推导出积分形式的广义Maxwell本构方程,再结合时温叠加原理推导出形状记忆过程的形状固定率公式及应力应变演化方程.形状固定率公式显示:增大“固定约束时长/拉伸阶段时长”的比值可增大形状固定率.应变演化方程揭示:随温度降低偏移系数变小,释放约束后应变演化方程中的时间被缩减,使应变恢复速度趋近于0;随温度升高偏移系数变大,对时间的缩减效应减弱,应变发生恢复.应用Abaqus软件的黏弹性力学模型,基于Arrhenius方程和Williams-Landel-Ferry(WLF)方程,通过二次开发建立形状记忆聚合物结构分析的数值模拟方法.采用环氧基形状记忆聚合物进行拉伸-松弛实验测定数值模拟中需要输入的材料参数,并进行形状记忆过程实验和数值模拟.结果表明,所提数值模拟方法能有效描述形状记忆过程,且针对实验所用的环氧基形状记忆聚合物,Arrhenius方程较WLF方程具有更高的计算精度. 展开更多
关键词 形状记忆聚合物 广义Maxwell模型 应力应变演化 时温叠加原理
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