预测周期性多孔材料等效杨氏模量的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测周期性多孔材料等效杨氏模量的方法，首先建立周期性多孔梁结构的实体模型；对周期性多孔梁结构实体模型进行纯弯曲加载；将周期性多孔梁等效为均质梁；对等效均质梁加载相同的弯矩，预测周期性多孔材料等效杨氏模量和周期性多孔材料单胞等效杨氏模量。由于采用弯曲应变能等效的方法，解决了现有技术预测周期性多孔材料等效杨氏模量时无法反应周期性多孔材料等效杨氏模量随微结构尺寸变化的尺寸效应现象，给出了周期性多孔材料等效杨氏模量与尺度缩放因子ｎ间的解析函数关系，真正反映出周期性多孔材料等效杨氏模量随微结构尺度缩放因子ｎ变化的尺寸效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种预测材料等效杨氏模量的方法，具体是。
技术介绍
文献1 "B Hassani， E Hinton. A review of homogenization and topology optimizationII-analytical and numerical solution of homogenization equations. Computers and Structures 69，1998， 719-738."公开了一种基于小尺度渐近展开求解实体层合材料体胞的等效模量的均匀化方法，同时给出了矩形孔洞材料单胞等效模量的数值计算结果。该方法为宏观尺度下的材料等效性能与材料尺度下的微结构构型、组分材料的力学性能以及材料体分比建立了严格的数学描述关系。但是，此方法所计算等效杨氏模量仅取决于不同材料相的体分比与弹性模量，而与体胞的大小无关，无法反映体胞的尺寸对单胞力学性能的影响。文献2 "L J Gibson, M F Ashby. Cellular solids: structure and properties (2nd ed) .Cambridge Unive本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预测周期性多孔材料等效杨氏模量的方法，其特征在于包括下述步骤：　（ａ）建立周期性多孔梁结构的实体模型；　（ｂ）对周期性多孔梁结构实体模型进行纯弯曲加载，依据结构沿ｘ方向的周期性和对称性，单个周期ｌ上的弯曲应变能Ｕｂ为：　 　Ｕ↓［ｂ］＝Ｍ↑［２］／２∫↓［０］↑［ｌ］１／Ｅ（ｘ）Ｉ（ｘ）ｄｘ　式中，Ｍ是弯矩，Ｅ（ｘ）是随ｘ变化的应实体模型的杨氏模量，Ｉ（ｘ）是随ｘ变化实体模型的结构相对于中性层的惯性矩，ｌ是沿ｘ方向实体模型微结构的周期；　（ｃ）将 周期性多孔梁等效为均质梁；等效均质梁沿ｘ方向的长度为Ｌ，沿ｚ方向的梁厚度为ｈ；　（ｄ）对等效...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫红，戴高明，张进，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]