[發(fā)明專利]一種預(yù)測(cè)復(fù)合材料熱彈性有效屬性和局部場(chǎng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410218506.X
• 申請(qǐng)日: 2014-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN103984869B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘軼峰;周小平;張亮亮;劉國(guó)天;楊文文;矯立超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李明

1.一種預(yù)測(cè)復(fù)合材料熱彈性有效屬性和局部場(chǎng)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)以非均質(zhì)、具有周期性分布的復(fù)合材料為對(duì)象，構(gòu)建存儲(chǔ)在所有單胞中的Helmholtz自由能之和，并建立單胞界面上的位移場(chǎng)連續(xù)性條件；

2)根據(jù)最小勢(shì)能原理，將熱彈性分析求解問題轉(zhuǎn)換為約束條件下能量方程的最小化-取駐值問題；

3)用位移場(chǎng)精確解表示平均值與含波動(dòng)函數(shù)的差值之和，并通過對(duì)能量方程變分分析，得到求解Euler-Lagrange方程組和相應(yīng)的非齊次邊界條件；

4)使用數(shù)值分析技術(shù)-有限元法將能量方程改寫為離散形式，求解得到單胞的Helmholtz自由能密度，從而得到復(fù)合材料熱彈性的有效屬性，并將其作為有效介質(zhì)的本構(gòu)模型應(yīng)用于復(fù)合材料中，通過改變復(fù)合材料的荷載和溫度條件，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行分析，得到復(fù)合材料熱彈性有效屬性和局部場(chǎng)數(shù)據(jù)結(jié)果并輸出。

2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)復(fù)合材料熱彈性有效屬性和局部場(chǎng)的方法，其特征在于，所述步驟1具體為：從虛構(gòu)的、未加載的完全由三維空間R和無窮多重復(fù)單胞組成的異質(zhì)材料中推導(dǎo)均質(zhì)化細(xì)觀力學(xué)模型，該異質(zhì)材料的廣義總勢(shì)能Π等于存儲(chǔ)在所有單胞中的Helmholtz自由能之和，即：

Π=Σn=-∞∞12∫Ω(Cijkl∈ij∈kl+2βij∈ijθ+cvθ2T0)dΩ;]]>

式中：Ω表示單胞的體積域，C_ijkl為四階彈性張量分量，i＝1,2,3；j＝1,2,3；k＝1,2,3；l＝,1,2,3，β_ij為熱應(yīng)力系數(shù)二階張量，c_v為體積不變時(shí)的單位體積比熱容，T₀為無應(yīng)力下的參考溫度，θ表示實(shí)際溫度和參考溫度之間的差異，∈_ij,∈_kl均為線性理論中三維應(yīng)變張量分量。