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先进的材料及结构的数学模拟及实验方法
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Advances in Mathematical Modeling and Experimental Methods for Materials and Structures 9048134668......Page 1 Advances in Mathematical Modeling and Experimental Methods for Materials and Structures......Page 4 Foreword......Page 6 Contents......Page 8 Publications by Jacob Aboudi......Page 11 1 Introduction......Page 28 2.1 Micromechanics Analysis Code with Generalized Method of Cells (MAC/GMC)......Page 31 2.2 HyperMAC......Page 32 3.1 High Temperature Creep of a Woven Ceramic Matrix Composite......Page 33 3.2 Progressive Failure of a T-Stiffened Composite Panel......Page 37 3.3 Progressive Failure of a Notched Composite Laminate Plate......Page 38 4 Conclusions......Page 40 References......Page 41 1 Introduction......Page 42 2 Homogenization Approach......Page 43 3 Material Model......Page 44 4 Results......Page 48 5 Discussion......Page 51 References......Page 52 1 Introduction......Page 54 2 Predicting Initial Yield Using GMC......Page 55 3 Curve Fitting Initial Yield......Page 58 4 Generating the Second Yield Surface Using GMC......Page 60 5 Curve Fitting Initial and Post Yield Behavior......Page 61 6.2 Moving Window Model Input into FEM......Page 63 7 Results......Page 64 8 Conclusions......Page 66 References......Page 67 1 Introduction......Page 69 2.1 Lamina Level Modeling of Progressive DamageUsing Schapery Theory......Page 70 2.2 Micromechanical Modeling Using the GeneralizedMethod of Cells......Page 72 3 Finite Element Model Description......Page 73 4.1 Laminate Sequence-1......Page 77 4.2 Laminate Sequence-2......Page 79 References......Page 81 1 Introduction......Page 83 2 Theoretical Framework......Page 84 2.1 Separation of Scales by Asymptotic Methods in the Theoryof Homogenization......Page 85 2.2 On the Choice of Boundary Conditions......Page 86 3.1 Homogenization Based on the Generalized Method of Cells......Page 88 3.2 Homogenization Based on the High Fidelity Method of Cells......Page 89 3.3 Homogenization Based on the Finite Element Method......Page 90 4 Comparison of Micromechanical Approaches......Page 91 References......Page 96 1 Introduction......Page 98 2 Constitutive Models for Coupled Mechanical and Non-mechanical Stimuli......Page 100 3 Multi-scale Formulation of Smart Composites......Page 102 4 Numerical Implementation and Verification......Page 105 5 Conclusions......Page 110 References......Page 111 1 Introduction......Page 113 2.1 Atomistic Simulation......Page 115 2.2 Shish-Kebab Model and Volume Averaging......Page 117 2.3 Continuous Chain Model of Polymeric Fibers......Page 118 2.4.1 3D Open Cell......Page 119 2.4.2 Dewey–Mackenzie Estimates......Page 120 3 Constitutive Modeling of Biological Cells......Page 121 3.1 Homogenization of a Cell Structure......Page 122 3.2 Numerical Simulation of AFM Indentation......Page 124 References......Page 125 1 Introduction......Page 127 2 The Idea of Multiscale Modeling......Page 128 3 Local Scale Modeling......Page 130 4 Homogenization Principle for Linking Length Scales......Page 132 6 Example Problem......Page 135 7 Conclusion......Page 138 References......Page 139 1 Introduction......Page 140 2 Theoretical Foundation......Page 141 3.1 Unique Features in VAMUCH Theory......Page 145 4 Unique Features in VAMUCH Application......Page 146 5 A Practical Example Using VAMUCH......Page 147 References......Page 152 1 Introduction......Page 154 2 Structural Analysis......Page 155 2.1 Global–Local Plate Theory......Page 156 2.2 Finite Element Formulation......Page 159 3 Micromechanics......Page 161 4 Application: Free-Edge Stresses in Angle-Ply Laminate......Page 162 References......Page 166 In Situ Characterization and Modeling of Strains near Embedded Electronic Components During Processingand Break-in for Multifunctional Polymer Structures......Page 168 1 Introduction......Page 169 2.2 Full-Field Deformation Measurement......Page 170 3 Experimental Results......Page 172 4 Finite Element Modeling......Page 176 5.1 Experimental Results......Page 177 5.2 Thermomechanical Finite Element Modeling......Page 179 6 Conclusions......Page 181 References......Page 182 1 Introduction......Page 183 2.2 Testing and Results......Page 185 3.1 Materials and Processing......Page 188 3.2 Testing and Results......Page 191 4 Conclusions......Page 193 References......Page 194 1 Introduction......Page 195 2 Experimental Methods......Page 196 3 Experimental Results......Page 198 3.1.1 DRA......Page 199 3.1.2 CF-AMC......Page 200 3.2.1 DRA......Page 202 3.2.2 CF-AMC......Page 203 3.2.3 Discussion......Page 205 References......Page 206 1 Introduction......Page 208 2.1 Micro-pillar Preparation......Page 209 2.2 Nanocompression Tests of Micro-pillars......Page 211 4 Discussion......Page 213 References......Page 217 1 Introduction......Page 219 2.2 Crystals and Geometry......Page 221 3.1 Model Specifics......Page 222 3.2 Model Parameters......Page 223 3.3 Model Process......Page 224 3.4 Design of Template......Page 225 4 Results......Page 227 5 Summary......Page 228 References......Page 229 1 Introduction......Page 231 2 Statistical Failure Behavior of CNT Yarns......Page 232 3 Model Basics......Page 233 4 Strength Model for Dry Yarns with Frictionless Interfaces......Page 234 5 Strength Model for Dry Yarns with Interface Friction......Page 237 6 Strength of Long Yarns......Page 240 7 Summary......Page 241 References......Page 242 1 Introduction......Page 243 2.1 The Problem......Page 245 2.2 The Method......Page 246 2.3 Identifiability......Page 247 3.1 The Problem......Page 250 3.3 Identifiability......Page 251 4 Time-Dependent Identification of a Crack......Page 252 5 Conclusion......Page 254 References......Page 255 1 Introduction......Page 256 2 Plane–Strain Deformations......Page 257 3 Cylindrically Symmetric Deformations......Page 259 4 Admissible Strain–Energy Functions......Page 261 5 Plane Strain Bending of One Cylindrical Sectorinto Another......Page 263 6 Illustrative Examples......Page 264 References......Page 265 1 Introduction......Page 267 2 More Consistent Derivation of Refining Terms......Page 269 3 Discussion......Page 270 References......Page 271 1 Introduction......Page 273 2.1 Problem Definition......Page 275 2.2 Transverse Shear Stress Continuity Conditions......Page 278 3 Governing Equations......Page 280 4 An Example Problem......Page 281 5 Concluding Remarks......Page 285 References......Page 286 1 Introduction......Page 287 2.1 The Loading Components......Page 288 2.2 Stress Resultants......Page 289 2.3 Solution Stress Levels......Page 291 2.4 Compatibility Conditions......Page 292 2.5 Stress Functions......Page 293 2.6 Displacements......Page 296 3.1 Axially Uniform Distributed Loading......Page 297 3.2 Axially Nonuniform Distributed Loading......Page 299 References......Page 300 1 Introduction......Page 302 2.1 Assumptions of the Kirchhoff Plate Theory......Page 303 2.2 Variational Derivation......Page 304 2.3 Reduced Structural Formulation for the Kirchhoff Plate......Page 305 3 Analytical Model Validation......Page 308 4 Numerical Efficiency......Page 310 5 Conclusions......Page 312 References......Page 313 1 Introduction......Page 314 2 Problem Formulation......Page 316 3 Modelling Approach......Page 317 4.1 Unstiffened Circular Cylinder......Page 319 4.2 Stiffened Circular Cylinder......Page 321 4.2.1 Displacement Patterns......Page 322 4.2.2 Stresses......Page 323 References......Page 325 Index......Page 326 |
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