考虑内部胞元能量等效的代表体元法

作者：刘岭; 阎军; 程耿东

来源：固体力学学报, 2007, (03): 275-280.

DOI：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2007.03.011

• 超轻质材料
• 代表体元法
• 均匀化方法
• 尺度效应
• 随机缺陷 ultra-light materials
• representative volume element method
• homogenization
• size effects
• imperfections

具有周期性胞元的超轻质材料在制造和应用过程中,不可避免地会出现基体材料、微结构拓扑和尺寸的随机性变化.此时,评价材料的等效弹性性能需要借助基于均匀化方法(周期性边界条件)或代表体元法(周期性边界条件,均匀应力或均匀应变边界条件等)的蒙特卡洛模拟.该文首先通过算例分析和比较了不同边界条件下的数值结果,讨论了结果的尺度效应和对胞元选取的依赖性.为了提高和改善Dirichlet边界条件下的计算效率和结果,提出了一种考虑内部胞元能量等效的代表体元法.该方法能够有效削弱边界条件和胞元选取的影响,从而实现了采用较小的代表体元得到更好的结果.数值算例验证了方法在预测确定性材料和随机性材料等效模量时的有效性.

• 出版日期2007
• 单位大连理工大学; 工业装备结构分析国家重点实验室