弹性常数

摘要： 重组竹的弹性常数包括弹性模量、剪切模量、泊松比等参数,是表征重组竹力学性能的重要指标。重点介绍了国内外运用电测法、波速法、振动法等方法测试重组竹弹性常数的研究成果及其进展;尤其根据目前国内对重组竹弹性常数测试研究中存在的主要问题,提出了做好重组竹弹性常数测试工作的主要措施,以期为提升我国重组竹弹性常数力学性能测试技术水平及其结构优化设计提供有益参考。

摘要： 利用第一性原理的方法研究了Fe元素摩尔含量对Fe_(x)AlNiCrMn(x=0,0.25,0.5,0.75,1)高熵合金结构、弹性常数和弹性模量的影响。结果表明:随着Fe含量的增加,Fe_(x)AlNiCrMn的晶格常数呈先减小后增大的趋势,同时Fe_(x)AlNiCrMn将发生BCC结构向FCC结构的相变,Fe含量增强了FCC结构的结构稳定性。此外,Fe_(x)AlNiCrMn的剪切模量和杨氏模量变化趋势相似,随着Fe含量的增加均呈现出上下起伏的变化趋势,体模量则呈现出先增大后减小的趋势。

摘要： 采用确切的Muffin-Tin轨道结合相干势近似方法,本文系统计算研究了0 K下,磁无序及合金化效应影响Co_(2)CrZ(Z=Ga,Si,Ge)合金L2_(1)和DO_(22)相稳定性的规律性及物理机理.研究结果表明,0 K下,L2_(1)相合金晶格常数、体弹性模量、磁矩和弹性常数均与理论和实验值基本吻合;铁磁下合金具有L2_(1)结构,随磁无序度(y)的增大,L2_(1)相能量相对逐渐增大,最终由低于转变到高于D0_(22)相,因此,当y≥0.1(0.2)时,Z=Si和Ge(Z=Ga)的合金具有DO_(22)相稳定结构;随y的增大,L2_(1)相的四方剪切弹性模量(C’=(C_(11)-C_(12))/2)还不断软化,表明无论在能量还是力学角度上,磁无序都有利于3种合金发生四方晶格变形;磁无序影响L2_(1)和D0_(22)相相对稳定性的电子结构机理归因于Jahn-Teller不稳定性效应;对于L2_(1)相Co_(2)CrGa_(1-x)Si_(x)和Co_(2)CrGa_(1-x)Ge_(x)四元铁磁合金,随x的增大,总磁矩均按照Slater-Pauling定律单调增大,C’同时也都变硬,表明Si和Ge掺杂均有利于增强Co_(2)CrGa合金L2_(1)相的力学稳定性,从而抑制了其四方晶格变形的发生.

摘要： 研究压力下三元钍基硼碳化合物Th_(2)B_(2)C_(3)的力学和热力学性质。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法。计算了其晶体结构随着压力的变化关系,拟合了Th_(2)B_(2)C_(3)的能量-体积和压力-体积的物态方程,给出了不同压力下弹性常数和弹性模量的变化规律,澄清了高温高压环境下Th_(2)B_(2)C_(3)的热力学参量随着温度和压力的变化关系。计算结果符合Grüneisen理论模型。

摘要： 天然纤维复合材料中纤维与基体间界面性能较差且波动性较大,将对复合材料最终力学性能产生显著影响。基于内聚力模型,建立单向短切亚麻纤维增强复合材料(SFFRC)有限元模型,获得不同界面刚度的单向SFFRC的弹性常数。通过层合板理论计算纤维随机分布的SFFRC的弹性常数,发现计算结果与拉伸实验结果相吻合。在此基础上,研究了界面刚度K_(0)、纤维长径比ζ和纤维取向分布的形状因子λ对复合材料弹性常数的影响规律,并提出一种修正的混杂(ROM)公式来预测纤维随机分布的SFFRC的拉伸模量。结果表明,K_(0)的降低会同时导致复合材料的纵向拉伸模量E_(1)、横向拉伸模量E_(2)和纵向剪切模量G_(12)显著降低;随着ζ的增大,E_(1)、E_(2)和G_(12)逐渐增大;而λ的变化将导致纤维取向角变化,从而对E_(1)、E_(2)和G_(12)产生不同的影响。当K_(0)≤10 GPa/mm时,修正的ROM公式预测结果与拉伸实验结果相吻合,这说明修正的ROM公式能有效预测界面刚度较差的SFFRC的拉伸模量。

摘要： 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了掺杂Sc、Ti、V和Zr的Cr_(2)B_(3)在零压下的晶体结构和电子结构及其在0~150 GPa压力范围内的弹性常数和维氏硬度。结果表明:Cr_(2)B_(3)及其掺杂化合物均具备力学稳定性;在零压下,添加Sc、Ti、V和Zr元素均可提高Cr_(2)B_(3)的维氏硬度,其中Ti掺杂Cr_(2)B_(3)的硬度由26.3 GPa提高至40.2 GPa,提高52.9%,达到超硬材料标准,且Ti和V掺杂Cr_(2)B_(3)的剪切模量分别提高14.3%和16.2%,杨氏模量分别提高8.2%和12.0%;由电子结构分析可知,Sc、Ti、V和Zr元素可以加强B与B之间的电子局域化程度,从而增强共价键结合强度,使Cr_(2)B_(3)的硬度升高;Cr_(2)B_(3)的弹性常数、体积弹性模量、剪切模量、杨氏模量以及硬度随着压力的增加而增加,但其硬度仍较低,150 GPa下仅为28.3 GPa,而掺杂V的Cr_(2)B_(3)的硬度在整个压力范围内约为37 GPa。研究结果可为Cr_(2)B_(3)在高压等特殊条件下的应用提供理论参考。

摘要： 根据二次型的正定性,在Mouhat和Coudert推导的力学稳定性判据的基础上补充了单斜和三斜晶系的力学稳定性判据,给出了7大晶系的力学稳定性判据。基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了属于不同晶系的9种SiO_(2)在0 GPa下的弹性常数。结合力学稳定性判据,对立方P2_(1)3、六角P6_(3)/mmc、三角P3_(1)21和、四方P4_(1)2_(1)2和、正交Pbcn、单斜P2_(1)/c以及三斜晶系的SiO_(2)进行了稳定性判定,结果显示这9种SiO_(2)在0 GPa下都是力学稳定的。

摘要： 目的确定Th_(2)BC_(2)的晶体结构和力学性质。方法采用基于粒子群优化算法的结构预测方法和基于密度泛函理论的第一性原理计算方法。结果确定了亚稳态tI10-Th_(2)BC_(2)晶体结构,计算其与Th_(2)BC_(2)能量上最稳定的oC20-Th_(2)BC_(2)相的相变压力为2.6 GPa。研究了oC20-Th_(2)BC_(2)和tI10-Th_(2)BC_(2)的弹性常数,据此计算了其杨氏模量和剪切模量的各向异性。结论数值结果表明Th_(2)BC_(2)中链状和线状B-C共价键导致其杨氏模量和剪切模量较大的各向异性。

摘要： 为了揭示泊松比的影响因素及现行测试方法存在的问题,阐述了岩石变形的阶段性和泊松比的主要影响因素,指出了岩石泊松比存在应力依赖性。通过单轴压缩试验、不同应力路径的加卸载试验,研究了标准岩石试样的泊松比在无侧限受压变形过程中的变化规律。试验发现,泊松比与应力水平密切相关,割线泊松比、切线泊松比和平均泊松比均随应力水平的提升而单调增大,卸载阶段的泊松比较加载阶段更为稳定,受应力水平的影响小。基于试验结果讨论了泊松比测试与取值方法,指出现行的基于单轴加载的测试方法的结果缺乏稳定性,与泊松比弹性常数的定义不符,如何获取岩石材料真实的弹性泊松效应值得进一步研究。

摘要： 利用分子动力学结合COMPASS力场方法研究高能含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷.模拟室温下ε晶相CL-20在0～10 Gpa压强区间,α晶相、β晶相和g晶相CL-20在0～20 Gpa压强区间的晶格参数和弹性常数.同时还模拟了室压下CL-20在100～500 K温度区间的晶格参数和弹性常数.对于自然状态下最稳定的ε晶相C L-20,我们模拟得到的晶格常数、晶胞体积-压强关系和弹性常数理论结果和实验数据非常吻合.所以对其它晶相C L-20模拟结果的准确性提供了佐证.理论预测C L-20在不同温度和压强下的晶格常数和力学性能对于工程应用具有积极的指导意义.

摘要： 基于在体(in vivo)牙齿位移测试结果和数值模拟进行了牙周膜材料弹性常数的反演.以往的牙周膜弹性常数反演只关心其弹性模量,而忽略了泊松比对正畸牙齿位移和牙周膜应力状态的影响.本文以在体实验测得的牙齿位移为参考,先用牙齿位移测试的简化有限元模型分析了牙周膜泊松比对牙齿位移的影响;然后基于正畸牙齿的三维有限元模型的数值模拟结果,选出了四组可使正畸牙齿产生在体测试位移的牙周膜弹性常数,并分析了它们各自的应力状态.结果表明,牙周膜的泊松比对牙齿位移影响显著;在产生相同牙齿位移的牙周膜弹性模量和泊松比的组合中,泊松比越大,牙周膜上的静水应力值越大;接近0.5的泊松比会导致十分不合理的牙周膜应力状态.

摘要： 超声共振频谱分析法测量材料的弹性常数是一种新型无损材料弹性常数测量技术,相对于传统的超声脉冲回波法,测量精度和效率更高.对于该测量方法,试样的几何参数及操作过程中输入量的选择等对测量结果均会有影响.然而一些因素对测量结果的影响程度还未见相关文献报道.为了使超声共振频谱分析法更好的应用在工业生产中,本文研究了试样形状、尺寸、假定的初始弹性常数大小及有效模态数量等因素对测量结果分散性、精度及测量效率的影响,并分析了产生影响的原因.然后给出了应用超声共振频谱技术测量材料弹性常数最佳的试样形状、尺寸及有效模态数量等参量.研究结果对于更准确、高效的应用该技术测量材料弹性常数具有重要的指导意义.

摘要： 本文通过建立微观和细观两个尺度的代表性体积单元模型,对含空隙和干斑两种典型缺陷三维编织复合材料的宏细观力学性能进行了数值模拟.首先,建立了微观纤维束和细观三维编织结构的代表性体积单元及有限元模型,通过将单元刚度降为小数的方法建立含干斑缺陷的微观模型和含空隙缺陷的细观模型;然后,通过对双尺度模型施加周期性边界条件,预测出微观模型和细观模型的工程弹性常数.详细讨论了工程弹性常数随编织参数和孔隙率的变化情况,得出一些有价值的规律.刚度预测结果和实验结果较为吻合,验证了该方法的有效性.通过分析证明:纤维束的干斑缺陷是造成材料整体刚度降低的主要原因.

摘要： 地球表面存在大量的水.海洋中的水伴随俯冲带下沉,可由含水矿物作为载体被带入到地球内部.2014年,加拿大Pearson在Nature上撰文指出,在巴西Rio Aripuana河东部发现的金刚石包裹体中,发现了含水～1wt.％的林伍德石.该项研究为地幔含水提供了有力证据.如果地幔含水,水的出现会影响地幔矿物的一系列物理性质,如密度、弹性模量、波速、电导率等(Mao et al.,2008b;Mao etal.,2010;Wang et al.,2006).因此,研究水对地幔矿物物理性质的影响,尤其是密度和弹性模量,对寻找地球内部潜在的水富集区、理解地球内部水的迁移过程具有重要意义.在本项研究中，利用大压机合成了高质量的Superhydrous phase B单晶。利用布里渊散射、金刚石对顶砧并结合同步辐射X光衍射，确定Superhydrous phase B的单晶在高压下的弹性模量和密度。首先挑选出两片晶体取向相互垂直的样品，利用金刚石研磨片双面抛光至30 微米厚。这两片不同晶体取向的样片被切割为100×70 微米大小的薄片，放置于配有500 微米直径金刚石的对顶砧中。一片5 微米大小的金属铂片放置于样品晶体边作为压标。实验采用氖作为传压介质。高压试验分别在2.8GPa、5.9GPa、7.4GPa、10.2GPa、12.2 GPa压强下进行。其中，布里渊散射实验的散射角度为50度，并每隔10度旋转样品以获取样品在不同晶体取向的P波和S波波速。每个压强共获得39个速度点。直接观察所得的波速数据发现，二片样品中的一片的Vp和Vs有比较强的各向异性，另一片的Vp和Vs各向异性则比较弱。利用获得的样品波速、X光确定的晶体取向并联合斯托克斯弗尔方程可确定Superhydrous Phase B的单晶弹性模量。利用获得的单晶弹性模量不仅可以用于建立Superhydrous phase B在俯冲板片下沉过程中的速度和密度随深度变化的图像，还可以获得Superhydrous phase B在上地幔深度的波速各向异性。这些结果对在俯冲板片判断Superhydrousphase B的存在性，并理解水在地球内部的输运过程至关重要。

摘要： 提出了镍基单晶合金滑移系剪应力集中系数的相关定义.分析得到:①各向同性材料与镍基单晶合金的应力集中效应有着明显的差异,采用各向同性材料应力集中系数处理镍基单晶合金材料是不合适的.②对于平面问题,滑移系剪应力集中系数只决定于构件的形状、晶体方向、而与材料的弹性常数无关.③对于空间问题,滑移系剪应力集中系数决定于构件的形状、晶体方向和材料的弹性常数.④对于镍基单晶合金材料,应力集中系数具有晶体取向各向异性.形状与载荷条件相同下,取向具有最大的应力集中系数,[011]取向次之,[001]取向最小.

摘要： 本文对微-纳米尺度下热-力耦合的原子-连续关联(TMCACC)模型的有效算法进行了系统研究和数值模拟,计算了材料的弹性常数,应力、应变、比热容等.总的来说,就是将原子运动分解为“结构形变”和“热振动”两部分;利用其中的“结构形变”部分来研究微-纳米尺度下多晶原子团簇的非均匀结构和非均匀变形,通过准简谐近似模型和变形环境一致性假设,将原子团簇晶格结构的变化与连续体的变形关联起来,推导了依赖于变形环境的自由能密度、熵密度、内能密度表达式,并结合动量守恒、能量守恒以及热力学第二定律,得到了微-纳米尺度的热-力耦合的方程组,并求得了热力学参数,等容比热容,材料的弹性常数,PK应力等热力学及动力学物理量.在本模型中考虑了原子间的相互作用对热振动影响,采用了准简谐近似,相对于传统的热力耦合模型中采用的局部简谐近似或者爱因斯坦模型,更加精确.

摘要： 本文探讨了一种用于核工业的新型陶瓷材料在残余应力测量中所必须给出的应力常数K的标定方法。本次研究中,用该种陶瓷制成一等强梁。先用x射线应力仪对材料进行定峰,再在等强梁轴线上贴三个纵向应变片,应用电测法和X射线应力仪通过分段加载采集应力应变值,利用力学原理完成应力常数K的标定。从而为以后测量这种新型陶瓷材料所制成的机械结构的残余应力提供必须的力学参数。

摘要： 本文归纳了目前应用较为广泛的爆破损伤模型关于损伤变量的定义方法,基于FORTRAN与LS-DYNA自定义接口,将5种典型的爆破损伤模型成功导入LS-DYNA.根据具体的工程实例,对5种爆破损伤模型计算的精确性进行了对比计算和验证.结果表明,KUS模型与RFPA模型对应的结果与实测值更接近.选取计算结果较为准确的KUS模型进行改进,考虑压缩损伤,并修正了宏观弹性常数的确定方法,建立了拉压损伤模型,并对该模型的计算精确性进行验证,结果表明,该拉压损伤模型可以更好地定量描述岩体爆破损伤范围.

摘要： 介绍了发散积分的有限部分、Radon变换、Abel变换、算子矩阵、矩阵的广义逆、算子方程、齐n次弹和完备多项式组、椭圆积分及华民偏微分方程组的分型理论等数学方法在弹性力学中的应用.

摘要： 介绍了发散积分的有限部分、Radon变换、Abel变换、算子矩阵、矩阵的广义逆、算子方程、齐n次弹和完备多项式组、椭圆积分及华民偏微分方程组的分型理论等数学方法在弹性力学中的应用.

摘要： 本发明属于介电弹性体技术领域，具体涉及一种高介电常数弹性体复合材料的制备方法。所述高介电弹性体复合材料包括液体弹性体基体、离子导电液体和导电纳米颗粒，所述离子导电液体的体积分数为总体积的20％‑80％，所述导电纳米颗粒的质量分数为总质量的0.5％‑2％。该高介电弹性体复合材料为先将导电纳米颗粒均匀分散于液体弹性体基体，再加入离子导电液体制成均匀乳化的前驱液，最后经成型制备得到。该高介电弹性体复合介电常数高、介电损耗低，且保持了材料的回弹性、力电稳定性、大变形下的稳定性等其他性能，可用于高性能电容式传感器、电活性驱动等领域。

摘要： 本发明公开了一种高介电常数低模量可自修复的硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用，所述硅橡胶介电弹性体是采用硅橡胶介电弹性体用组合物制备得到的，所述组合物包括如下组分：(a)端羧基的聚硅氧烷，其结构如下式I所示；(b)侧链含氨基和/或其他高极性基团的聚硅氧烷，其结构如下式II所示。与现有技术相比，本发明的硅橡胶介电弹性体介电常数高、模量低、可自修复；且本发明制备方法简单，成本低、易于工业化生产。

摘要： 本发明公开了一种材料各向异性弹性常数检测方法、系统、装置及存储介质，该方法包括：通过全场应变测量技术获取材料的变形位移及应变信息，基于特征函数虚场法建立多组不同的虚场并基于所述虚场对变形位移及应变信息进行分析，从而最终检测出所述材料的各向异性弹性常数。该系统包括测量模块、获取模块、检测模块、处理模块和显示模块。该装置包括用于存储程序的存储器以及用于加载程序以执行所述方法的处理器。通过使用本发明的方法，可以一次性获取到材料的多个力学参数，大大减少了材料力学试验成本的投入，提高了工作人员进行材料分析工作的效率。本发明可广泛应用于材料检测技术领域。

摘要： 本公开的各实施例涉及具有可变弹性常数的弹性组件的微机械设备。一种微机械设备，包括：半导体本体；第一移动结构；弹性组件，被耦合到第一移动结构和半导体本体，并且适于经历一个方向上的形变；以及至少一个抵接元件。弹性组件被配置为根据施加到弹性组件上的力使能第一移动结构的振荡。第一移动结构、抵接元件和弹性组件以如下方式相对于彼此被布置：当力小于力阈值时，弹性组件以第一弹性常数操作；并且当力大于阈值力时，第一移动结构与抵接元件接触，并且生成弹性组件的形变，该弹性组件以与第一弹性常数不同的第二弹性常数操作。

摘要： 本发明一种基于纳米压痕和电子背散射衍射技术的任意相弹性常数测试方法属于金属材料分析与表征技术领域。所述方法包括以下步骤：步骤1)利用纳米压痕技术获得试样任意相微区的力学性能参数；步骤2)采用电子背散射衍射技术获取纳米压痕点阵区域的晶面指数；步骤3)利用弹性力学原理，将步骤1)测得力学性能参数与步骤2)测得晶面指数相结合，进行迭代计算，线性回归后即可得出单晶弹性常数。该方法可实现对多晶材料中任意相的测试，无需对单个晶粒的简单指数面进行定向切割，快速准确的获得多晶材料内部未知取向任意相的弹性常数矩阵，为材料的微观力学行为和内应力的研究提供重要参数和技术基础。

摘要： 本发明公开了一种用于反演各向异性特征的复合材料弹性常数的方法，它包括以下步骤：1、采用数值方法求解正交各向异性板中对称模态与反对称模态的频散方程，列出相应模态的频散曲线；2、通过分析弹性常数对频散曲线的影响，选择超声导波测试的激励频率；建立弹性常数与导波传播速度的对应关系图；3、利用超声导波检测方法测量对称模态与反对称模态在复合材料结构中的传播速度；4、利用弹性常数与导波传播速度的关系图反演得到对应的弹性常数。本发明的技术效果是：能对各向异性的复合材料进行无损测试，准确、快速地获得复合材料构件各主轴方向的弹性模量和剪切模量。

摘要： 本发明提供一种单晶高温合金的静态弹性常数测量方法，适用范围为室温至1200°C高温。首先通过定向凝固技术和螺旋选晶法制备平板型单晶高温合金毛坯，通过机械加工将其加工成平板拉伸试样，再通过劳埃法等方法测量毛坯的晶体取向。在拉伸试验机上对拉伸试样进行拉伸试验，并用全场变形测量方法测量其面内变形。根据应力‑应变关系和第一取向、第二取向角度即可通过单根试样计算出单晶高温合金不同温度下的三个弹性常数S11、S12和S44。本发明避免了传统测试方法的不足，只利用一种随机晶体取向的试样开展一次单轴拉伸试验即可获得该温度下单晶高温合金的全部三个弹性常数。

摘要： 本发明涉及液晶材料领域，具体涉及一种具有大弹性常数的负性液晶组合物及其应用。所述具有大弹性常数的负性液晶组合物包括至少一种通式I所示化合物、至少一种通式II所示化合物、至少一种通式III所示化合物以及至少一种通式IV所示化合物。本发明将通式I、II、III、IV所示化合物组合得到的液晶组合物，能同时满足具有大的弹性常数和具有较低的旋转粘度，从而实现高对比度的液晶显示器。

摘要： 本发明公开了一种各向同性材料三阶弹性常数测定系统及方法，属于弹性常数测定技术领域。包括分别测定初始温度下被测试样的初始材料密度、初始横波波速和初始纵波波速；根据被测试样的初始材料密度、初始横波波速和初始纵波波速，获取被测试样的二阶弹性常数；分别测定在无约束状态下和有约束状态下，被测试样在不同温度条件下自然波速相对于初始波速的变化和热应变；根据热应变、自然波速相对于初始波速的变化和二阶弹性常数，根据热致声弹性效应，获取被测试样的三阶弹性常数。通过本发明的改进，使得实验流程简单，保证了测量精度。解决现有技术中存在的“实验装置复杂、测试流程繁琐、要求被测试样具有特定的形状尺寸且误差范围较大”问题。

摘要： 本申请公开了一种纤维增强树脂基复合材料弹性常数的测量方法，该方法包括提供由纤维增强树脂基复合材料制备而成的单向板；在所述单向板的第一侧入射超声波，同时在所述第一侧接收沿不同路径传播经第二侧反射后回到所述第一侧的超声波，得到所述超声波在所述单向板中的实测传播时间，所述第一侧与所述第二侧为所述单向板的相对两侧；计算所述超声波在所述单向板中的理论传播时间；将所述实测传播时间与所述理论传播时间之间的误差平方和为目标函数，通过粒子群优化反演计算所述弹性常数值，直至所述目标函数最小化。通过上述方式，本申请可以测量得到纤维增强树脂基复合材料弹性常数，无需水浸或者旋转FRP单向板，实现了对FRP材料弹性常数的原位无损测量。