數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)在復合材料本構(gòu)參數(shù)識別中的應用
定 價:86 元
- 作者: 劉劉,賀體人 著
- 出版時間:2021/4/1
- ISBN:9787502488109
- 出 版 社:冶金工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TB33
- 頁碼:204
- 紙張:
- 版次:1
- 開本:16開
本書基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)和有限元模型修正技術(shù),提出通過短梁剪切實驗,實現(xiàn)同時獲得單向正交各向異性復合材料層合板主方向平面內(nèi)多個力學性能參數(shù)的新方法,進而系統(tǒng)地研究了實驗過程中實測位移誤差對識別得到的材料力學性能參數(shù)不確定性的影響規(guī)律。實驗方法可進一步用于二維平面編織高鋁纖維硅氧鋁基復合材料的面內(nèi)非線性本構(gòu)模型參數(shù)的識別。研究成果可促進固體力學、實驗力學、計算力學和材料科學的綜合交叉和有機融合,對復合材料本構(gòu)行為分析、損傷識別和優(yōu)化設(shè)計具有重要的工程應用價值。
本書既可作為從事復合材料開發(fā)、結(jié)構(gòu)性能分析、評價和實驗的技術(shù)人員的參考書,也可作為高等工科院校力學專業(yè)的教學參考書。
本書內(nèi)容豐富,數(shù)據(jù)詳實,在提出數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)和有限元模型修正方法前,采用必要篇幅介紹了固體力學、復合材料宏觀力學和數(shù)字圖像相關(guān)方法的基礎(chǔ)知識,因此方便非力學專業(yè)的科研人員理解。內(nèi)容理論與實踐并重,深入淺出,既可作為從事復合材料開發(fā)、結(jié)構(gòu)性能分析、評價和實驗的技術(shù)人員的參考書,也可作為高等工科院校力學專業(yè)的教學參考書。本書各個章節(jié)具有一定的獨立性,在參考過程中可以根據(jù)實際情況有針對性地選用。
1 緒論
1.1 引言
1.2 連續(xù)介質(zhì)運動學描述框架
1.3 固體力學基本公式
1.3.1 線動量和角動量守恒(平衡方程)
1.3.2 變形的運動學
1.3.3 本構(gòu)方程
參考文獻
2 復合材料宏觀力學行為分析
2.1 單層復合材料宏觀力學性能
2.1.1 各向異性材料的宏觀力學行為
2.1.2 工程彈性常數(shù)的范圍
2.1.3 單層復合材料沿任意方向的應力一應變關(guān)系
2.2 正交各向異性復合材料力學性能實驗基本方法
2.2.1 正交各向異性單層復合材料強度的概念
2.2.2 單層復合材料拉伸力學性能實驗測試方法
2.2.3 單層復合材料壓縮力學性能實驗測試方法
2.2.4 單層復合材料面內(nèi)剪切力學性能測試方法
2.2.5 單向復合材料層合板層間剪切力學性能測試方法
2.3 復合材料層合板的宏觀力學行為分析
2.3.1 概述
2.3.2 層合板的剛度
2.3.3 層合板的柔度
2.3.4 層合板的剛度矩陣的幾種典型特例
參考文獻
3 數(shù)字圖像相關(guān)方法(DIC)基礎(chǔ)
3.1 引言
3.2 圖像匹配概述
3.2.1 孔徑問題
3.2.2 對應性問題
3.2.3 散斑圖
3.3 圖像匹配的基本方法
3.3.1 差分法
3.3.2 模板匹配法
3.4 子區(qū)形函數(shù)
3.4.1 多項式形函數(shù)
3.4.2 立體匹配的形函數(shù)
3.5 圖像匹配優(yōu)化準則
3.5.1 光照強度偏移
3.5.2 光照強度比例變化
3.5.3 光照強度的偏移和比例變化
3.6 高效算法
3.6.1 高效平面運動更新法則
3.6.2 一般形函數(shù)的推廣
3.7 圖像匹配偏差
3.7.1 插值偏差
3.7.2 噪聲誤差
3.8 統(tǒng)計誤差分析
3.8.1 一維統(tǒng)計誤差分析
3.8.2 協(xié)方差矩陣的置信裕度
參考文獻
4 數(shù)字圖像相關(guān)方法輔助的復合材料單向?qū)雍习宸蔷性本構(gòu)參數(shù)識別
4.1 引言
4.2 基于全場變形數(shù)據(jù)的有限元模型修正方法
4.3 短梁剪切實驗變形數(shù)據(jù)測量
4.3.1 短梁剪切實驗基本方案
4.3.2 基于DIC的全場變形數(shù)據(jù)測試
4.4 有限元模型修正技術(shù)中短梁剪切實驗高仿真三維有限元模型
4.4.1 短梁剪切實驗的三維有限元模型
4.4.2 材料本構(gòu)關(guān)系參數(shù)初值確定方法
4.4.3 基于材料用戶子程序UMAT的變參數(shù)技術(shù)
4.5 復合材料單向?qū)雍习宸蔷性本構(gòu)參數(shù)有限元模型修正識別結(jié)果
4.5.1 參數(shù)初值對識別過程的影響
4.5.2 參數(shù)初值魯棒性的數(shù)值分析
參考文獻
5 有限元模型修正法參數(shù)識別的不確定性分析研究
5.1 引言
5.2 數(shù)字圖像相關(guān)實測變形數(shù)據(jù)的重構(gòu)
5.2.1 位移數(shù)據(jù)重構(gòu)
5.2.2 應變數(shù)據(jù)重構(gòu)
5.3 參數(shù)識別結(jié)果的不確定性分析
5.4 短梁剪切實驗中數(shù)據(jù)不確定性分析與討論
5.4.1 實測全場位移數(shù)據(jù)中的隨機誤差分析
5.4.2 位移和應變數(shù)據(jù)重構(gòu)與不確定性分析
5.4.3 最優(yōu)重構(gòu)參數(shù)的影響因素分析
5.5 短梁剪切試驗中力學性能參數(shù)識別結(jié)果的不確定性分析
5.5.1 力學性能參數(shù)的統(tǒng)計量及影響因素
5.5.2 圖像隨機噪聲水平和重構(gòu)參數(shù)對識別參數(shù)統(tǒng)計量的影響
參考文獻
6 數(shù)字圖像相關(guān)方法輔助的復合材料單向?qū)雍习鍖娱g壓縮性能參數(shù)識別
6.1 引言
6.2 短梁剪切實驗中高梯度應變區(qū)域的三維有限元模型
6.3 短梁剪切實驗中高梯度應變數(shù)據(jù)重構(gòu)
6.4 基于局部高梯度應變的材料非線性本構(gòu)參數(shù)識別
6.4.1 橫向壓縮力學性能參數(shù)的識別結(jié)果
6.4.2 參數(shù)初值、隨機誤差水平以及重構(gòu)單元尺寸對識別結(jié)果的影響
參考文獻
7 基于位移數(shù)據(jù)的復合材料本構(gòu)關(guān)系參數(shù)實驗識別研究
7.1 引言
7.2 基于短梁剪切實驗的數(shù)值模擬位移數(shù)據(jù)
7.3 有限元模型修正法技術(shù)結(jié)合模擬位移數(shù)據(jù)開展材料參數(shù)識別
7.4 基于位移數(shù)據(jù)的材料本構(gòu)參數(shù)識別結(jié)果
7.4.1 模擬位移場重構(gòu)結(jié)果
7.4.2 材料本構(gòu)參數(shù)識別結(jié)果
7.5 識別條件對識別結(jié)果的影響
7.5.1 目標函數(shù)構(gòu)成對參數(shù)識別結(jié)果的影響
7.5.2 識別方法對參數(shù)識別效率的影響
7.5.3 識別參數(shù)對初值和隨機噪聲水平魯棒性分析結(jié)果的影響
8 數(shù)字圖像相關(guān)方法輔助的二維編織氣凝膠基復合材料力學行為參數(shù)識別
8.1 引言
8.2 數(shù)字圖像相關(guān)方法輔助的材料單軸拉伸試驗方法
8.2.1 二維編織多孔硅氧鋁基復合材料單軸拉伸試驗基本方案
8.2.2 有限元模型驗證
8.3 數(shù)字圖像相關(guān)方法輔助的材料單軸拉伸試驗結(jié)果與討論
8.3.1 材料常溫經(jīng)向(0。)準靜態(tài)拉伸試驗結(jié)果
8.3.2 材料常溫準靜態(tài)偏軸拉伸試驗結(jié)果
8.4 數(shù)字圖像相關(guān)方法輔助的缺口剪切試驗以及結(jié)果
8.5 二維編織氣凝膠基復合材料力學行為的試驗分析與有限元建模
8.5.1 材料面內(nèi)非線性完整力學本構(gòu)模型參數(shù)識別
8.5.2 材料力學行為的有限元模型實現(xiàn)
8.5.3 材料面內(nèi)非線性力學行為機制
參考文獻