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Mucell材料的细观RVE模型研究

作者:Simwe    来源:MSC    发布时间:2014-01-22    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

一. RVE细观建模方法

在前文中我们介绍了Mucell工艺、Mucell材料的性能与特点以及针对此类材料的不均匀性特征,如何采用多尺度方法准确预报其结构性能。在前文中我们也注意到在采用多尺度分析方法计算Mucell结构的机械性能中,对于发泡孔隙,仅仅考虑了空隙率这一个影响因素,并没有考虑空隙的具体尺寸。本文重点就这一问题进行讨论,为了研究空隙尺寸对材料性能的影响,我们使用Digimat-FE,通过对材料进行细观RVE建模和有限元计算的方法来进行研究。

材料的RVE,中文通常翻译为代表性体积单元,其概念为描述能够描述和代表材料宏观性能的最小体积单元(这里的单元与有限元中的不是同一概念)。因此RVE这一概念实际上是连续介质力学中宏观无穷小与微观无穷大的统一这一思想的具体体现。在宏观上,可以认为RVE是无穷小的,因此结构上各点的材料性能在空间上具有连续性。在微观上,RVE包含了影响材料性能的所有的微观结构特征,并且具有周期性特点,因此对于单个微观结构特征而言,RVE都相当于是无穷大的。

针对材料的RVE进行建模和分析是近年来兴起的针对材料性能研究的一种新手段。其具体思想为采用随机分布方法建立描述材料微观结构的RVE模型,针对这一模型进行有限元网格划分和求解,对有限元结果进行统计处理获得材料的宏观性能以及内部的应力分布情况。这种方法的优势在于可以用于任何一种可形象化描述的材料微观结果,不仅能够得到材料的宏观应力应变关系,还能获得材料内部的应力应变状态。

下面为了研究空隙尺寸对材料性能的影响,我们采用RVE细观建模的方法来进行研究,进而对前文中使用的多尺度耦合方法的可靠性进行讨论。

二.关于孔隙尺寸对材料性能影响的细观模型研究

使用Digimat-FE创建材料RVE模型的过程与使用Digimat-MF创建Digimat材料模型的过程类似,也可直接导入MF下创建的Digimat材料模型。PP材料的性能与前文使用的相同。

 
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