正交各向异性材料介绍
【国家自然科学基金】_正交各向异性材料_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
科研热词 正交各向异性 损伤 非线性黏弹性 蜂窝夹层结构 耳蜗主动机制 耳蜗 编织复合材料 织构系数 立方晶粒 界面脱粘 界面力学 渐进损伤 混凝土 正交板材 正交各向异性材料 柯蒂氏器 本构模型 本构方程 本构关系 数值模拟 数值分析 拉深 弯曲振动 应力强度因子 复合材料 基本特性 基底膜 土 固有频率 动态 制耳 三维正交机织玻璃纤维 三维五向 ansys
科研热词 正交各向异性 屈曲 各向异性 面内压缩荷载 轴对称 轴向压缩 解析计算 节理岩体 组构张量 精确解 等效连续应变理论 等效变形参数 稳态热传导 破坏准则 电磁场与微波技术 特征值 点应力破坏准则 正交各向异性板 正交各向异性材料 正交化方法 杂交应力元 机织物 时域有限差分 悬垂 强度准则 强度 应变速率 应变率 应力集中 应力场 应力分布 多尺度 复变应力函数 含孔正交各向异性板 含孔复合材料结构 含圆孔正交各向异性板 各向异性介质 各向同性材料 反演 压应力 功能梯度圆板 力学性能 分离变量法 假设应力场 修正偏应力 保角映射 仿真分析 仿真 不同杨氏模量 不变量 ptfe膜材
推荐指数 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51
正交各向异性材料粘塑性统一本构模型
正交各向异性材料粘塑性统一本构模型摘要：本文探讨了正交各向异性材料的粘塑性统一本构模型。
通过考虑粘弹性失效机制，实现全应力状态下本构参数的确定，并介绍基于拉伸和压缩试验数据的参数校正方法。
利用多类材料测试数据，探究模型表现在不同应变速率、应变比，以及偏移系数下的变化趋势。
结果表明，本构模型能够准确描述不同类型的材料受力时的本构响应，且对多类材料在不同应变速率、应变比等多种条件下的响应都有很好的模拟表现，可作为弹性失效后材料粘性本构行为模拟的基础理论。
关键词：正交各向异性材料；粘塑性；统一本构模型；应变速率；应变比正文：1. 引言材料的本构行为一直是材料力学的重要研究课题之一，对正交各向异性材料来说，随着低应力下材料的弹性失效变为粘性，单向应力和应变之间的关系发生变化。
因此，必须建立一种新的粘性本构模型，以准确预测材料在粘性本构加载情况下的变形特性。
2. 粘塑性统一本构模型本文探讨正交各向异性材料的粘塑性统一本构模型，考虑全应力状态下材料的粘弹性失效机制，实现全应力状态下本构参数的确定。
本模型表达式应变能定义如下:ε = σ/E0 + cσn(σ/σy)^m其中n、m为材料的粘塑性参数，σy为材料的粘弹性极限强度，E0为材料的初始弹性模量，c为材料的偏移系数，ν为材料的泊松比。
3. 参数校正方法基于拉伸和压缩试验，可以获取E0、σy等基本本构参数的数值，进而通过最小二乘法获取n、m、c的数值，最终完成参数校正。
4. 结果及结论本文利用多类材料测试数据，探究模型表现在不同应变速率、应变比，以及偏移系数下的变化趋势。
结果表明，本构模型能够准确描述不同类型的材料受力时的本构响应，且对多类材料在不同应变速率、应变比等多种条件下的响应都有很好的模拟表现，可作为弹性失效后材料粘性本构行为模拟的基础理论。
应用方面，正交各向异性材料的粘塑性统一本构模型可以在工程界得到广泛应用。
首先，它能够从一维本构响应推导到多维本构响应，可用于提高精度、准确性和可靠性，比如在液压油缸中，密封圈密封部位的受力状态，通过该模型可以计算出多维本构响应。
Ansys材料参数的定义问题
材料参数的定义问题我想用过ANSYS的人都知道:ANSYS计算结果的精度,不仅与模型,网格,算法紧密相关,而且材料参数的定义正确与否对结果的可靠性也有决定性的作用,为方便大家的学习,本人就用过的一些材料模型,作出一些总结,并给出相关的命令操作,希望对从事ANSYS应用的兄弟姐妹们有所帮助,水平有限,不对之处还望及时纠正.先给出线性材料的定义问题,线性材料分为三类:1.isotropic:各向同性材料2.orthotropic:正交各向异性材料3.anisotropic:各向异性材料1. isotropic各向同性材料的定义:这种材料比较普遍,而且定义也非常简单,只需定义两个常数:EX, NUXYNUXY默认为0.3,剪切模量GXY默认为EX/(2(1+NUXY)),如果你定义的是各向同性的弹性材料的话,这个参数一般不用定义.如果要定义,一定要和公式: EX/(2(1+NUXY))的值匹配,否则出错,另泊松比的定义一般推荐不要超过0.5.相关命令,例如:mp,ex,1,300e9mp,nuxy,1,0.252.orthotropic:正交各向异性材料:这种材料也是比较常见的,不过定义起来稍微麻烦一点,需定义的常数有: EX, EY, EZ, NUXY, NUYZ, NUXZ, GXY, GYZ, GXZ注意:在这里没有默认值,就是说,如果你某些参数不定义的话,程序会提示出错,比如:XY平面的平面应力问题,如果你只定义了EX, EY,程序将提示你,这是正交各向异性材料, GXY, NUXY是必须的.相关命令,例如:mp,ex,1,300e9mp,ey,1,200e9mp,nuxy,1,0.25mp,gxy,1,170e9…3.anisotropic:各向异性材料:各向异性材料定义起来较为复杂,这里我只作些简单的说明,更详细的资料,大家可以去看帮助.对于各向异性弹性材料的定义,需要定义弹性系数矩阵,这个矩阵是一个对称正定阵,因而输入的值一定要为正值.弹性常数矩阵如下图所示,各向异性体只有21个独立的弹性常数,因而我们也就只需输入21个参数即可,而且对于二维问题,弹性常数缩减为10个.弹性系数矩阵可以用刚度或柔度两种形式来定义,自己根据情况选用,输入的时候,可以通过菜单或者TB命令的TBOPT选项来控制.相关的命令流,例如:tb,anel,1tbdata,1, 110e6, 120e6, 130e6, 140e6, 150e6, 160e6tbdata,7, 220e6, 230e6, 240e6, 250e6, 260e6tbdata,12, 330e6, 340e6, 350e6, 360e6tbdata,16, 440e6, 450e6, 460e6tbdata,19, 550e6, 560e6tbdata,21, 660e6另:需注意一下各个参数的编号顺序和起始位置,不要搞错了,输入的时候,是按照上三角阵来录入的,即:D11,D12,D13,D14,D15,D16,D22,D23…。
ANSYS命令流学习笔记14-shell单元的铺层复合材料分析
!ANSYS命令流学习笔记 14-shell 单元的铺层复合材料分析!学习重点：!1、熟悉复合材料的材料特点工程应用中典型的复合材料为纤维增强复合材料。
玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）、碳纤维、石墨纤维、硼纤维等高强度和高模量纤维。
复合材料各层为正交各向异性材料（O rthotropic ）或者横向各向异性材料（ Transversal Isotropic），材料的性能与材料主轴的取向有关。
各向异性 Anisotropic，一般的各项同性材料需要两个材料参数弹性模量而各向异性在 XYZ有着不同的材料属性，而且拉伸行为和剪切行为互相关联。
程需要 21 个参数。
E 和泊松比v。
定义其几何方正交各向异性 orthotropic，在XYZ有着不同的材料属性，而且拉伸行为和剪切行为无关，定义材料需要 9 个参数： Ex， Ey， Ez， Vxy， Vyz，Vxz， Gxy， Gyz， Gxz。
横向各向异性 Transversal Isotropic，属于各向异性材料，但是在某个平面上表现出二维上的各向同性。
!2、熟悉复合材料分析所用的ANSYS单元复合材料单元关键在于能够实现铺层。
不同截面属性的梁单元（beam188, beam189, elbow290 ），2D 对称壳单元（ shell208, shell209 ），3D 铺层壳单元（ shell181, shell281, shell131, shell132），3D 铺层实体单元（ solid185, solid186, solsh190, solid278, solid279 ），均能实现复合材料的搭建。
其中Beam 单元和2D 对称壳单元很少使用。
SHELL91、 SHELL99、 SOLID46、SOLID191 用于一些以前的分析教程中，但是现在这些单元已经被淘汰，最好选择下列单元区替代他们。
用越来越少的单元做越来越多的事情也是趋势。
Shell208 和 shell209， 2D 对称壳单元前者为 2 节点 3 自由度单元，后者为 3 节点 3 自由度单元，均能用于薄板和中厚板结构（L/h > 5-8 ）。
各向同性
各向同性、各向异性理解1、orthotropic和anisotropic的区别isotropic各向同性orthotropic正交各向异性的anisotropic各向异性的uniaxial单轴的我只说一下orthotropic和anisotropic的区别:orthotropic主要是材料在不同垂直方向上有着不同的物理性质和参数,意思就是如果处在同一个角度的平面上,那么同平面的材料是具有着相同的物理性质的.anisotropic则是完全有方向角度决定的物理参数,只要方向有不同,物理性质则完全不同.2、各向同性和各向异性物理性质可以在不同的方向进行测量。
如果各个方向的测量结果是相同的,说明其物理性质与取向无关,就称为各向同性。
如果物理性质和取向密切相关，不同取向的测量结果迥异，就称为各向异性。
造成这种差别的内在因素是材料结构的对称性。
在气体、液体或非晶态固体中，原子排列是混乱的,因而就各个方向而言,统计结果是等同的，所以其物理性质必然是各向同性的。
而晶体中原子具有规则排列，结构上等同的方向只限于晶体对称性所决定的某些特定方向。
所以一般而言，物理性质是各向异性的。
例如，α－铁的磁化难易方向如图所示。
铁的弹性模量沿[111]最大(7700kgf/mm),沿[100]最小(6400kgf/mm)。
对称性较低的晶体（如水晶、方解石）沿空间不同方向有不同的折射率。
而非晶体(过冷液体)，其折射率和弹性模量则是各向同性的。
晶体的对称性很高时，某些物理性质(例如电导率等)会转变成各向同性。
当物体是由许多位向紊乱无章的小单晶组成时，其表观物理性质是各向同性的。
一般合金的强度就利用了这一点。
倘若由于特殊加工使多晶体中的小单晶沿特定位向排列（例如金属的形变“织构”、定向生长的两相晶体混合物等），则虽然是多晶体其性能也会呈现各向异性。
硅钢片就是这种性质的具体应用。
介于液体和固体之间的液晶，有的虽然分子的位置是无序的，但分子取向却是有序的。
正交各向异性C
2023年第47卷第4期Journal of Mechanical Transmission正交各向异性C/SiC汽车通风式制动器仿真分析朱玉玲1,2王优强1,2赵涛1,2李梦杰1,2何彦1,2（1 青岛理工大学机械与汽车工程学院，山东青岛266520）（2 工业流体节能与污染控制教育部重点实验室，山东青岛266520）摘要运用热力耦合及传热学相关理论，利用有限元软件Abaqus建立正交各向异性C/SiC材料的汽车通风式制动器模型；以此为基础，对该模型在紧急制动过程中不同制动初速度、不同制动压力以及制动盘的不同纵向膨胀系数进行了模拟和分析。
结果显示，在热力耦合作用下，制动盘节点单元温度曲线呈现出“锯齿状”波动，热应力主要出现在摩擦副接触的中间区域；在紧急制动过程中，制动压力和初速度越大，制动盘面温度上升越明显，而不同制动盘膨胀系数对制动盘最高温度的影响不显著。
关键词C/SiC 制动盘热力耦合Abaqus 温度场Simulation Analysis of Orthotropic Anisotropic C/SiC for Automotive Ventilated Brakes Zhu Yuling1,2Wang Youqiang1,2Zhao Tao1,2Li Mengjie1,2He Yan1,2（1 School of Mechanical and Automotive Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, China）（2 Key Lab of Industrial Fluid Energy Conservation and Pollution Control Ministry of Education, Qingdao 266520, China）Abstract Using the theory related to thermal coupling and heat transfer, the finite element software Abaqus is used to establish an orthogonal anisotropic C/SiC model of an automotive ventilated brake disc. Based on this model, different braking initial velocities, different braking pressures and different longitudinal expan⁃sion coefficients of the brake disc during emergency braking are simulated and analyzed. The results show that the temperature profile of the nodal unit of the brake disc exhibited "sawtooth" fluctuations under the effect of thermal coupling, and the thermal stresses mainly appeared in the middle region of the friction contact. The high⁃er the braking pressure and initial speed during emergency braking are, the higher the temperature rise of the disc surface will be. However, the effect of different disc expansion coefficients on the maximum disc tempera⁃ture is not significant.Key words C/SiC Brake disc Thermodynamic coupling Abaqus Temperature field0 引言拥有一个安全高效的制动系统是汽车稳定行驶的重要前提。
正交各向异性孔板的材料参数识别
二维正交各向异性材料及其结构 材料参数识别的算法
如果正交各向异性材料平面结构的材料主轴
能从中切出一个试件，进行参数测定。随着计算机 技术的飞速发展，采用数值—实验反分析方法进行 正交各向异性材料性能参数的识别引起人们的广 泛关注。由于参数识别问题是非线性的，在迭代求 解时，导致计算工作量很大。边界元法有其独到的 长处： (1) 整个问题降维，网格划分仅在边界上。 象孔板这样几何形状发生突变的结构，会出现应力 集中现象，用边界元法计算分析，计算工作量小的 优势比较明显； (2) 精度高； (3) 域内点的位移和应 力可按需计算。因此，对于仅需布置若干个测点和 需要迭代计算的参数识别问题，边界元法是很有利 的。 本文以优化技术和边界元分析为基础，识别正 交各向异性孔板的材料参数。选择孔板结构的位移 为目标变量，以测量位移与边界元计算相应的位移 之 差 的 平 方 和 作 为 目 标 函 数 。 采 用 Levenberg-Marquardt 方法极小化目标函数，迭代计 算得出材料参数。优化计算中，基于离散的边界元 代数矩阵方程对识别的材料参数求导，计算得出灵 敏度。算例表明本文提出的方法是有效的。
∂hij ∂s m = ˆ ∂h = ij kl ∂x m
∗ ∂t kl
b
i, j = 1,2, L , n
(11)
用 Levenberg-Marquardt 方法可以得到一系列 的迭代步。当给定的某种收敛准则满足时，迭代即 终止。第 k 次迭代的材料参数值可以由下列方程计 算 [ J ( s ( k ) ) T J ( s ( k ) ) + µ ( k ) I ]ä ( k ) = − J ( s ( k ) ) T f ( s ( k ) ) (17)
复合材料力学2-5章
第二章单向层合板的正轴刚度本章的一些讲法与讲义次序不同，请同学们注意，另外一些在材料力已阐明的概念，如应力、应变等在这里不再强调，希望大家能自学与复习。
§2—1 正交各向异性材料的特点●各向同性材料●各向异性材料我们这里所指的各向异性材料的特点仅仅是指在不同方向上材料的力学性质不同（机械性能）。
●正交各向异性材料正交各向异性材料是一种特殊的各向异性材料。
其特点为: 这类材料有三个互相垂直的弹性对称面（与弹性对称面对称的点性质相同），在平行方向上的弹性质(力学特性)均相同。
如多层单向板，当不考虑纤维与基体性质的不均匀性，粘结层又很薄可以忽略，即把它写作“连续匀质”材料看，则三个弹性对称面分别为：与单层平行的面及与它垂直的纵向、横向的两个切面。
板上任何两点，在平行方向上的力学性质是一样的。
把这三个弹性平面相交的三个轴称为弹性主轴，也称为正轴。
下图是一种典型的正交个向异性材料，当厚度很小时可处理为正交个向异性板。
用宏观力学处理连续纤维增强复合材料层压板结构时，总是把单向层板作为基本单元来分析层合板。
层合板的组成增强纤维排列方向一致所粘合的薄层称单向(单层)板（层），有时把很多单层粘合在一起，各层的纤维排列方向均一致，也称单向板。
正轴的弹性常数正交各向异性弹性体，1、2、3轴为它的弹性主轴，则沿这三个轴共有9各独立弹性常数。
1E 、2E 、3E ——杨氏模量； 12G 、13G 、23G ——剪切模量； 21v 、31v 、32v ——泊松系数。
21v 表示在1方向拉伸时在2方向产生的收缩效应系数；同样，12v 表示在2方向拉伸时在1方产生的收缩效应系数。
1221v v ≠ 这点与各向同性材料不同。
并有关系式212121E v E v = 313131E v E v = 323232E v E v = ∴ 12v、13v 、23v 是不独立的系数。
顺便指出，有的文献定义12v 为1方向拉伸时在2方向的收缩系数。
【doc】正交各向异性材料弹性本构关系分析
正交各向异性材料弹性本构关系分析一1997拒航空发动机第1期正交各向异性材料弹性本构关系分析张晓霞(沈阳建西孬,11OO15)32}3周柏卓(沈阳航空发罚罚面,110015)要:首先给出了正穸各向异性对科在材科主轱坐标最中弹性萃构关系.并由此导出了材科不同方向的弹性毫教之间的关系关键词0匪銮鱼里星嗡讨料三堕笪黾材料单晶材料..查塑苎量壁堡曼泊橙比剪切模量II1引言符号表正应力分量剪应力分量正应变分量剪应变分量方向弹性模量坐标轴问的剪切模量i:Y向作用拉(压)应力引起j方向缩(伸)的泊松比对于各向同性材料,正应力只产生正应变:剪应力分量只产生相应的剪应变分量.与各向同性材料不同,各向异性材料的正应力不仅产生正应变,而且也产生剪应变;同样,剪应力除了产生剪应变外,还要产生正应变;剪应力分量除了产生与之对应的剪应变分量外,还要产生其它的剪应变分量.这种耦合效应是由各向异性材料的物理特性所决定的. 完全各向异性材料的物理特性需要由21个独立的弹性常数来描述.在航空发动机上,用于制造涡轮叶片等高温构件的定向结品材料和单晶材料是正交各向异性的.正交各向异性材料是指通过这种材料的任意一点都存在三个相互垂直的对称面,垂直_丁对称面的方向称为弹性主方向. 在弹性主方向上,材料的弹性特性是相同的. 平行于弹性主方向的坐标轴为弹性主轴或材料主轴,用l_2和3表示这三个材料主轴.2弹性本构方程在正交各向异性材料的材料主轴坐标系中表示应力分量和应变分量或它们的增量. 应力分量与应变分量是不耦合的,其弹性应力应变关系由广义虎克定律确定".=【Cl{…………………?(1))=【c1扣}=【D】{￡) (2)其中:㈦【"￡,,;}=【l_O-"r"f2r"r;lDL=lc_L..;收稿日期:1996—06—27一/,n,=三EG1997征航空发动机第1期一(3)其中由于弹性矩阵的对称性有:￡.u】I=u¨.E2n:￡】",ElI,=￡",因此,(3)式12个常数中只有9个是独立的求(3)式的逆矩阵.即可得到(2)式中的弹性系数与工程常数之间的关系为=:等鳇鲁每=G,d,^=G11d=G.……(4)其中:逝嚣3应力和应变坐标变换由弹性力学可知,一点的应力状态可由该点的三个相互垂直方向的3个正应力分量和6个剪应力分量表示.由剪应力互等定理可知,这6个剪应力分量中只有3个是独立的这9-t"应力分量组成一个二阶对称的应力张量: 同理,一点的9个应变分量组成一个二阶对称的应变张量,用矩阵分别记为fO-fr][]=l,flrJ通常.总体坐标系与材辩坐标系并不重合在总体坐标系中,正应力分量和剪应力分量之问,剪应力分量和剪应力分量之阅相互耦台.其应力应变关系可通过材料坐标系下应力应变关系的旋转变换得到设[fm,n,].[Zmn]和[Z:mss]分别为总体坐标轴x.Y和Z在材料坐标系中的方向余弦.则坐标变换矩阵H]为『,,用]【'mlL,3m】",J若材料坐标系中的应力张量和应变张量分别记为[]和[￡].则应力张量和应变张量的转轴公式分别为【]=】[L【】 (5)]=【【州【棚 (6)[0]:】L】………………………?-(7)【.】=【[】【】…….展开(5)式,并写成矩阵的形式变换矩阵.则{}=【丁1,{}……………….同理展开(6).(7)和(8)式,得:{}=[{}……………{0}:[{…………………{0}:[,{…………………一其中变换矩阵………(8)令[列为….(9)…(IO)…fl1)…(12)2I22■,222'2'2rain,2^^'+'mn''+'+ram2^+''州+(J,It1nJ,+n,/. …………………………(131211,●●●●●●●●●j ,,Z,l一"r●_11l00000上o000上0..0.一0.E一E上B...一.一一...上'一一.00,...—.........—.........—,................,. .一晶～""f+●l～1997年航空发动机第1期I2lf,2¨2222n,n~22_'+''+''',l|^+,l|'''+月'c+rd.分别将(1)式和(10)式代人(11)式,(2)式和(12)式代人(9)式得总体坐标系下正交各向异性材料的应力应变关系矩阵为:【c1=【【c]【…………………-(15)【D]=[.【D】_[ (16)4定向结晶材料弹性常数定向结晶材料具有横观各向同性性质即如果取结晶轴为材料坐标轴3,则在与3轴垂直的平面内材料性能相同.这种材料的独立的弹性系数降为5个.若用工程常数表示. 井考虑到弹性模量E=E..泊松比==s,=a,,剪切模量G=G,则应应变关系矩阵(3)式变为:一000一—,all000占0000}00【J_200一0【J"000士"(3a)=.=:=i1d=Gld=d=G..J在(3a)式中,剪切模量G是不独立的,可用1—2平面内的弹性模量E和泊松比.表示.通过绕结晶轴旋转变换得:G.:!"2(1)剪切摸量G.的直接测量较困难,通常测量与结晶轴成45.夹角方向的拉伸弹性模量E 并由此导出剪切摸量G使总体坐标轴x与材料坐标轴1重合,z轴与3轴成45.夹角,则z轴方向的弹性模量即为E将其方向余弦代人总体坐标系的应力应变关系(15)式中得:1G=毒E一击E一亡E+E……J】"J^J6单晶材料弹性常数在单晶材料的三个材料主轴方向上.材料的弹性特性分别相等,令三个方向的弹性模量E=E=E.=E泊松比.===2=u==.剪切摸量,G=G=G=G,则在材料主轴坐标系中,单晶材料的应力应变关系矩阵(3)式变为:一穹耋堂爹晶材料的弹性系数与[Cl:工程常数之间的关系为: ..=:=ii:;;.(1一.)E.E,d'—(I-,u,~)E—,-2,un2E.锋(4a)一坐一一u000￡￡￡一兰一一u000￡￡￡一一一1000.EEE,1000_l_00l.....l.o.o.石1(3b)由(4)式可得单晶树科的弹性系数为^吼f,●ir●●l一.一E一'0o.一一上一一￡.....一一r●●●●●●●●Jr.●●●11997拒航空发动机第1期.==:1=:=G(45)在总体坐标系中,单晶材料的弹性常数是总体坐标系方向的函数,用表示坐标轴3与轴z的夹角;表示轴1与轴x,z平面的夹角.则坐标变换矩阵[]为:lCOStZCOcosasinfl—sinal【—s|nCO0f (I9)IsiNa~osinasinflc0I将(19)式代人总体坐标系下的应力应变关系矩阵(15)式可得到总体坐标系下的弹性系数:Ez,.G盯,Grz和Gzx.:一f三一(COS~a+SEE\EGJ. ……………………………….……………"(20)u一(2+2一￡G)sinco(1一sinos所i面…………………………………………………? (2I)u一(2+2一E/G)s~nasia肛os卢.一I-(2+2,u-E'G)sin=a(cos~a+sin=asin:flcos2f1) ….…………….-….…..….…一…………? (22,:¨l_+4f一n,pco~p…(23)GG.EG,一_L:+4f等一1sin2asc…(24)G,G￡G…+4f一1.n~acoc0).G—G\￡G,'单晶材料有三个独立的弹性常数.这三个常数可由材料主轴方向的弹性模量E.泊松比"和剪切模量G组成.对单品材料,通常给出在[100],[110]和[111]方向的弹性模量E, E.和E,而不直接测量剪切模量G.将=45.,=O代人(20)式得剪切模量与[110]方向的弹性模量之间的关系为:j42—2一GElj,,一—i (26)将=54.7356..F=45.代人(2O)式得剪切模量与[111]方向的弹性模量之闸妁关系为l31—2"一Gi一彳 (27)由(26)种(27)式可得单品材料[100].[110]和[111]方向的弹性模量之间的关系为:141.一3E一………'(.)用(28)式预测了俄罗斯某单晶材料和美国单晶材料PW A1480[110]方向的弹性模量.其结果见表1和表2由表1可见.俄罗斯的这种单晶材料对f28)式符合得很好,其最大误差只有一2.07%;而单晶材料PW A1480对(28)式符合得较差,当温度较低时.误差是负的.当温度较高时.误差是正的.其虽大误差达到19.6.袁1某单晶材料弹性横■E(GPa)温度I:℃)实测值硬测值误差()20226.2225.1—0.48800184.2182.7—086900174.5174.3—0.1210001653161.9—2.07图1表示单晶材料PW A1480在=90..54.7356.和45.时.弹性模量E随转角的变化规律当=45.时,E达到最大值.图2表示在=54.7356.时.弹性模量E.E和E随转角的变化规律.图3表示单品材料PW A1480在一90.,54.7356.和45.时,泊松比随转角的变化规律.当fl=45.时,达到最小值图4表示在一90.时,泊松比和随1997伍航空发动机第l期最2单晶材料PW A]480弹性模量(GPa) 温度(_f)宴制填预测值误差() 42722131876—1524760174.416O.9—77587l149615644.58 9821331147310701093917109.7l960-.ff一,～,卜』./I\L:}_015如456D75舶'^咄.fReqd~,c')图1弹性横量EJ--a=90'一口=54.7'\l—a=45.O如朽种7j^'kRoI-师')转角的变化规律.当:45.时,zx选到晶大值,达到最小值从罔4可以看出.泊松比柏最小值小于零.这表示在z方向单向拉伸时,在Y方向不是收缩,而是膨胀;此时zx达到最大值,值达到0.8左右.+表示横截面积的收缩情况.图5表示单品材料PW A1480在一90.,54.7356.和45.时,剪切模量G随转角口的变化规律当一45.时,G达到最小值网6表示在a=54.7356.时,剪切模量GG和G随转角的变化规律._I/\},,/i\—.,/,7.,r,}一/1]a=54l:备广O巧舯.j鲫^ⅡgkRotlfl~川'】图2弹性模量E,EriEz}}}一.._一Lvj,【lL———J0I530印75钟AagtcorR~Jiaa'I图3泊松=r?国4泊松比村和20}一言0^昌na鲁.,廿0_,∞;一暑u呈∞言t¨¨0o名2善吣¨00目H.q口01997拄航空发动机第1期小结号:宅=i三^ⅡeRJttati~.图5剪切模置G1)E,和G是单晶材料最基本的3个独立的弹性常数,如果用(26)式和(27)式决定G,可能得到不同的结果.2)单品材料只有两个方向的弹性模量是独立的,任何第三个方向的弹性模量都可由这两个方向的弹性模量表示.[100]方向的弹性模量和泊松比以及与这个轴不平行也不垂直方向的弹性模量构成单品材料三个独立的弹性常数.3)单品材料PwA148O对(28)式符合得较In7.1'j,.-l/～-i!--GxY/GI一0l5舯'5∞90^n山.fRoI-衄'J母6剪切模置GG和GⅡ差.最大误差达到19.6%.4)单品材料的剪切模量对方向很敏感如果方向偏差10.,剪切模量的偏差可达20%.参考文献1张允真一曹富新弹性力学及其有限元法中国铁道山版社,19832GA.Swanson.I.LiaskD.M.NissleyLife PredictionandConstitutiveModelsF0tEngine HotSectionAnisortoplcMaterialsPrpgram,NASA——CR——1749521{'.虏暑_。
现浇混凝土空心板的正交各向异性和等效各向同性板计算方法
现浇混凝土空心板的正交各向异性和等效各向同性板计算方法＊尚仁杰 吴转琴 李佩勋(中冶集团建筑研究总院,北京 100088) 摘 要:通过分析得到了现浇混凝土空心板正交各向异性主刚度存在着D 3=D 1D 2的关系;从正交各向异性板挠曲面的偏微分方程出发,保持一个主方向尺寸不变x 1=x ,将另一主方向的尺寸做线性缩放y 1=k -14y ,并保持弹性模量与第一主方向相同E =E 1,泊松比μ=μ1μ2,将原来的正交各向异性板等效为一块各向同性板,通过分析得到:各向同性板任意点的挠度就是原正交各向异性板对应点的挠度,各对应点内力存在简单的对应关系:M x =M x 1、M y =k12M y 1、M xy =k 14M x 1y 1。
最后,通过算例验证了该方法的正确性。
关键词:空心板;正交各向异性板;各向同性板;等效ORTHOTROPIC CHA RACTERS OF A CAST -IN -SITU C ONCRETE HOLLOW PLATEAND THE CA LCULATION METHOD OF AN EQUIVALENT ISOTROPIC PLATEShang Renjie Wu Zhuanq in Li Peixun(Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group ,Beijing 100088,China )Abstract :The orthotropic character of D 3=D 1D 2of a cast -in -situ concrete hollow slab is deduced .Based on thedifferential equation of the deformed surface of the orthotropic plate ,one principal direction size is kept invariably ,then another principal direction size is transformed linearly ,maintains elasticity coefficient is kept the same as that of the first principal direction E =E 1,Poisson ratio μ=μ1μ2,thus the original orthogonal plate can be equivalent to an isotropicplate .Results are obtained through analysis :the deflection of the equivalent isotropic plate is the same as that of the original orthotropic plate at the corresponding point ,whose internal forces have the simple relations M x =M x 1,M y =k 12M y 1and M xy =k 14M x 1y 1.Keywords :hollow slab ;orthotropic plate ;isotropic plate ;equivalent＊北京市科技计划项目(H020*********)资助。
正交各向异性材料
正交各向异性材料正交各向异性材料是一种在不同方向上具有不同性能的材料，它们在工程领域中具有广泛的应用。
正交各向异性材料的独特性能使其成为许多领域的理想选择，例如航空航天、汽车制造、电子设备等。
本文将介绍正交各向异性材料的定义、特点、应用以及未来发展方向。
首先，正交各向异性材料是指在不同方向上具有不同性能的材料。
这意味着材料在不同方向上的物理性能，如强度、导热性、导电性等，会有明显的差异。
这种特性使得正交各向异性材料在特定方向上能够发挥最佳性能，从而满足工程设计的需求。
其次，正交各向异性材料具有以下特点，首先，它们能够在不同方向上实现不同的性能优势，从而提高材料的综合性能。
其次，正交各向异性材料能够在特定方向上实现精准的设计要求，满足工程设计的特定需求。
最后，正交各向异性材料的制备工艺相对成熟，能够实现大规模生产，从而降低成本，提高效率。
正交各向异性材料在工程领域中有着广泛的应用。
在航空航天领域，正交各向异性材料能够用于制造轻量化结构件，提高飞行器的性能和燃油效率。
在汽车制造领域，正交各向异性材料能够用于制造车身结构件，提高车辆的安全性和节能性能。
在电子设备领域，正交各向异性材料能够用于制造导热材料和导电材料，提高设备的散热和传输性能。
可以看出，正交各向异性材料在工程领域中具有重要的应用前景。
未来，正交各向异性材料的发展方向主要集中在以下几个方面，首先，通过材料设计和制备工艺的改进，实现正交各向异性材料性能的进一步优化，提高材料的综合性能。
其次，开发新型的正交各向异性材料，满足工程设计对材料性能的新需求，拓展材料的应用领域。
最后，加强正交各向异性材料的应用研究，推动其在工程领域中的广泛应用，促进工程技术的发展和进步。
总之，正交各向异性材料是一种在不同方向上具有不同性能的材料，具有广泛的应用前景。
随着工程技术的不断发展，正交各向异性材料将会在更多领域展现其重要作用，为工程设计和制造带来新的机遇和挑战。
正交各向异性单层板
正交各向异性单层板对于复合材料，由于复合材料是由基体和增强纤维组成的多相非均质材料，因此复合材料具有明显的各向异性性质。
一般来说，确定复合材料力学性能有两种方法：物理机理的力学分析方法和唯象理论方法。
物理机理的力学分析方法是通过细观或微观力学理论建立描述复合材料物理力学性能的各参数之间关系表达的方法，唯象理论方法是将非均质多相复合材料作为均ABC电子质连续介质(以非均质多相复合材料与均质连续介质单相材料建立宏观上物理力学性能的等效模型)，在实验的基础上建立复合材料以总体宏观强度性能为特征的破坏准则(强度条件)。
两种方法的主要区别在于；物理机理的力学分析方法通过分折复合材料破坏过程的物理机理，从而给出复合材料物理力学性能的各参数之间关系表达式；唯象理论方法则是通过实验，以实验为基础，从而给出复合材料以总体宏观强度性能为特征的破坏准则(强度条件)。
显然，唯象理论方法虽然能够在各种载荷条件下给出复合材料的破坏准则强度条件，但其所给出的复合材料的破坏准则(强度条件)不能解释复合材料破坏过程的物理机理。
尽管唯象理论方法不能解释复合材料何时从何处开始破坏，以及从局部开始破坏到最终整体破坏的复杂过程，但唯象理论方法能够提供各种载荷(各种复杂应力状态)下的强度破坏指标，且该指标正是工程设计个保证所设计构件(或罗部件)安全的基本指标。
因此，基于唯象理论方法的破坏准则研究仍然是复合材料强度理论研究的一个重要方向。
本章关于复合材料强度理论的分析属于唯象理论方法范畴。
正夹各庙异性单层扳强魔理论的路本IC现货商概念各向同性线弹性体的一个显著特点是：各向同性线弹性体内同一点各个方向强度等同，且强度与方向无关。
如所示各向同性(均质)线弹性体，在各向同性(均质)线弹性体内两个不同方向取和舶试件进行试验。
实验结果表明和两试件所呈现的力学性能在宏观统计学意义上完全相同，即各向同性(均质)线弹性体内任意点、任意方向上具有完全相同的力学性能(包括完全相同的强度)。
HyperWorks OPSTRUCT 材料简单整理
注：
5/12/1
材料说明 | 2015/12/1
Poisson’s ratio ( for uniaxial loading in 1-direction). Note that for uniaxial loading in 2-direction is related to by the relation
.
No default (Real)
注：
O P S T R U C T 材料说明 | 2015/12/1
2015/12/1
T)之间的关系：
参考应变率. 默认为0，若 DESPS < DESPS0,则无应变率作用。
5/12/1
➢ 它是在温度和应变率作用下的弹塑性法则，遵守以下法则：
➢ 若塑性应变到达最大值EPSMAX ，壳单元被删除，实体单元不被删除，但是应力被置为0； ➢ IIC 控制应变率作用。
➢ ROD 单元不考虑应变率作用
➢温度影响：
P S T R U C T 材料说明 | 2015/12/➢ 空气压力计算公式
其中，体积应变；
Φ 多孔性, P 0 是初始空气压力，
是初始体积应变； < 0 时为压缩。
➢ 若TID 为空或者0，有σy = A + B(1+ C γ), with = V/V0 - 1 = ρ/ρ0 - 1 = -μ/(1+μ)
➢ 若TID 定义了，则σy vs. is 数据来自TID ；
➢
杨氏模量计算公式为E = max(E, E 1 + E 2)
Piece-wise Linear Elastic-plastic。
各向异性材料
各向异性材料
各向异性材料是一种具有不同物理性质和机械性能的材料，其特点是在不同方向上具有不同的性能表现。
这种材料在工程领域中有着广泛的应用，可以满足不同方向上的需求，提高材料的利用率和性能表现。
首先，各向异性材料在电子领域中有着重要的应用。
由于其在不同方向上具有不同的电学性能，可以用于制造各种电子元器件和电路板。
例如，各向异性导电膜可以在电子产品的制造中起到重要作用，提高了电子产品的性能和稳定性。
其次，各向异性材料在机械领域中也有着重要的应用。
由于其在不同方向上具有不同的力学性能，可以用于制造各种机械零部件和结构件。
例如，各向异性复合材料可以在航空航天领域中起到重要作用，提高了飞机和航天器的性能和安全性。
此外，各向异性材料在光学领域中也有着重要的应用。
由于其在不同方向上具有不同的光学性能，可以用于制造各种光学元件和光学器件。
例如，各向异性晶体可以在激光技术中起到重要作用，提高了激光器件的性能和稳定性。
总的来说，各向异性材料在各个领域中都有着重要的应用，可以满足不同方向上的需求，提高材料的利用率和性能表现。
随着科技的不断发展，各向异性材料的应用范围将会越来越广泛，为各个领域的发展带来新的机遇和挑战。
希望通过对各向异性材料的研究和应用，可以为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
ansys材料定义
数一般不用定义.如果要定义,一定要和公式: EX/(2(1+NUXY))的值匹配,否则出错,另泊松比的定义一般
推荐不要超过0.5.
相关命令,例如:
mp,ex,1,300e9
mp,nuxy,1,0.25
2.orthotropic:正交各向异性材料:
这种材料也是比较常见的,不过定义起来稍微麻烦一点,需定义的常数有: EX, EY, EZ, NUXY, NUYZ,
NUXZ, GXY, GYZ, GXZ
注意:在这里没有默认值,就是说,如果你某些参数不定义的话,程序会提示出错,比如:XY平面的平面应
多大。同样建模时壳单元仅是一个面，也不知道面的几何属性。因此梁单元和壳单元都要设置实常数。
至于linear Isotropic，这是线性、各向同性材料，一般问题只要设置弹模、泊松比即可，不知你所
说的“选择”是什么意思。
各向异性材料定义起来较为复杂,这里我只作些简单的说明,更详细的资料,大家可以去看帮助.对于各向
异性弹性材料的定义,需要定义弹性系数矩阵,这个矩阵是一个对称正定阵,因而输入的值一定要为正值.
Hale Waihona Puke 弹性常数矩阵如下图所示,各向异性体只有21个独立的弹性常数,因而我们也就只需输入21个参数即可,
而且对于二维问题,弹性常数缩减为10个.弹性系数矩阵可以用刚度或柔度两种形式来定义,自己根据情况
即:D11,D12,D13,D14,D15,D16,D22,D23…
Solid45单元是空间六面体8结点单元，这个单元不需要设置实常数（real constants），因为单元的
正交各向异性材料
正交各向异性材料
正交各向异性材料是一种具有特殊物理性质的材料，它在不同方向上具有不同的物理特性。
这种材料在工程领域中具有广泛的应用，能够满足一些特殊需求，比如在光学、声学、电磁学和力学等领域中都有重要的应用价值。
首先，正交各向异性材料在光学领域中有着重要的应用。
由于其在不同方向上具有不同的折射率和透射率，因此可以用来制造偏振镜、光栅、光纤等光学元件。
这些元件在激光技术、光通信、光学仪器等领域中有着重要的作用，正交各向异性材料的应用为光学技术的发展提供了重要的支持。
其次，正交各向异性材料在声学领域中也有着重要的应用。
由于其在不同方向上具有不同的声速和声衰减系数，因此可以用来制造声学滤波器、声波隔离材料等声学元件。
这些元件在无损检测、声学信号处理、声学隔音等领域中有着重要的作用，正交各向异性材料的应用为声学技术的发展提供了重要的支持。
正交各向异性材料在电磁学和力学领域中同样有着重要的应用。
在电磁学领域中，正交各向异性材料可以用来制造天线、电磁波隔离材料等电磁元件；在力学领域中，正交各向异性材料可以用来制造复合材料、增强材料等结构材料。
这些应用为电磁学和力学技术的发展提供了重要的支持。
总的来说，正交各向异性材料在工程领域中具有广泛的应用前景，其特殊的物理性质为光学、声学、电磁学和力学等领域的发展提供了重要的支持。
随着科学技术的不断进步，正交各向异性材料的研究和应用将会得到进一步的拓展，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
各向异性材料
各向异性材料各向异性材料指的是在不同的方向上具有不同性质和性能的材料。
这些材料在不同方向上的物理、化学、力学性质会发生变化，因此对于工程设计师和科学家来说是非常重要的。
本文将对各向异性材料进行简要介绍。
各向异性材料的一个重要特点是它们在不同方向上的性质会呈现出明显的差异。
这是因为这些材料的原子、分子或晶体结构在不同方向上具有不同的排列方式。
比如，一些晶体材料会在不同的晶面上具有不同的硬度和强度。
这就意味着这些材料在设计和制造过程中需要考虑到这些方向的差异。
各向异性材料在工程领域有许多应用。
例如，一些石头和晶体材料可以用作宝石，因为它们在不同的方向上具有不同的光学性质，可以产生丰富多彩的折射和反射效果。
此外，各向异性材料也广泛应用于无线通信领域。
各向异性材料可以制作成具有不同传输性质的天线，可以用于增强信号的接收和发送能力。
此外，各向异性材料也被广泛应用于结构工程领域。
一些建筑材料在不同的方向上具有不同的强度和刚度，可以用来制作坚固和稳定的建筑结构。
同样地，各向异性材料也可以用于制造航空航天器件和车辆组件，提高其强度和耐久性。
然而，各向异性材料也带来了一些挑战。
由于其在不同方向上性质的差异，工程师在设计时必须考虑到这些材料的各个方向上的性能。
这需要更加复杂和精确的数学模型和计算方法。
此外，制造各向异性材料也需要更高的技术要求，以确保各个方向上的性能一致性。
总结起来，各向异性材料是一类在不同方向上具有不同性质和性能的材料。
它们在工程设计和科学研究中有广泛的应用，可以用于宝石制作、无线通信、结构工程等领域。
然而，各向异性材料也带来了一些挑战，需要更高的技术和计算方法来应对。
对于工程设计师和科学家来说，研究和了解各向异性材料的性质和应用潜力是非常重要的。