阻塞状态下的非球体颗粒材料优化设计研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11572004
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A0813.计算固体力学
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:陈斌; 桂阳; 陆鹏; 孟令怡; 金炜炜; 刘鲁峰;
- 关键词:
项目摘要
A particulate system in the jamming state of disordered packing is mechanically stable and has lower packing densities comparing to ordered packings. Such systems can construct light and material saving structures which also have the ability to bear loads. Moreover, particulate systems transfer between solid and liquid phases by jamming transition. Such systems have the ability of boundary adaptation as well as bearing loads. These properties present a broad application prospect for jammed particles in material design. The project will investigate the influence of the particle shape and size distribution in the maximally random jammed state, as well as the order degree in particulate systems on the mechanical properties of granular materials. The evolution method of the configuration of granular materials for the optimization of mechanical properties will also be studied, and an optimal design system for granular materials of nonspherical particles will be established. Mechanical experiments will be carried out to verify the effectivity of the design system.
无序填充的阻塞状态颗粒材料具有力学稳定性并且有较低的填充密度,适合构成能承受一定载荷的轻质、省材料结构。此外,阻塞转变可以使颗粒材料在流体和固体形态间转换,使结构在承力的同时能够自适应边界形状。这些特性使其在材料设计中具有广阔的应用前景。本项目将研究最大随机阻塞状态下颗粒形状和粒径分布以及颗粒体系的有序程度对颗粒材料力学性能的影响,研究以力学性能为导向的颗粒材料结构演化设计方法,建立非球体颗粒材料的优化设计系统,并开展颗粒材料力学实验来验证设计方法的有效性。
结项摘要
无序填充的阻塞状态颗粒材料具有力学稳定性并且有较低的填充密度,适合构成能承受一定载荷的轻质、省材料结构。此外,阻塞转变可以使颗粒材料在流体和固体形态间转换,使结构在承力的同时能够自适应边界形状。这些特性使其在材料设计中具有广阔的应用前景。本项目研究了最随机阻塞状态下颗粒形状和大小对填充的刚度和稳定性等力学性能的影响,发现填充率与力学性能高度相关,而颗粒形状和大小对力学性能的影响与对填充率的影响十分类似。为此,本项目给出了考虑颗粒大小和形状两种因数耦合的填充率预测经验公式。本项目还研究了填充密度和有序程度对填充率等填充性质的影响,发现填充率峰值位置与填充结构的有序程度有关而与填充方法和填充率的高低无关。本项目发展了一套基于遗传算法的颗粒形状演化设计方法,可用于给定物理和力学条件下的颗粒外形设计。本项目的研究加深了对颗粒无序填充物理和力学特性的认识,其研究成果还将对工程轻质材料设计起指导作用。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Maximally dense random packings of cubes and cuboids via novel inverse packing method
通过新颖的逆堆积方法实现立方体和长方体的最大密集随机堆积
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Soft Matter
- 影响因子:3.4
- 作者:刘鲁峰;李卓然;焦阳;李水乡
- 通讯作者:李水乡
Uniform and decoupled shape effects on the maximally dense random packings of hard superellipsoids
均匀和解耦形状对硬超椭球最大致密随机堆积的影响
- DOI:10.1016/j.powtec.2018.06.033
- 发表时间:2018-10-01
- 期刊:POWDER TECHNOLOGY
- 影响因子:5.2
- 作者:Liu, Lufeng;Yu, Zhiyuan;Li, Shuixiang
- 通讯作者:Li, Shuixiang
Dense crystalline packings of ellipsoids
椭球体的致密晶体堆积
- DOI:10.1103/physreve.95.033003
- 发表时间:2017-03-22
- 期刊:PHYSICAL REVIEW E
- 影响因子:2.4
- 作者:Jin, Weiwei;Jiao, Yang;Li, Shuixiang
- 通讯作者:Li, Shuixiang
Maximally dense random packings of cubes and cuboids via a novel inverse packing method
通过新颖的逆堆积方法实现立方体和长方体的最大密集随机堆积
- DOI:10.1039/c6sm02065h
- 发表时间:2017-01-28
- 期刊:SOFT MATTER
- 影响因子:3.4
- 作者:Liu, Lufeng;Li, Zhuoran;Li, Shuixiang
- 通讯作者:Li, Shuixiang
Order metrics and order maps of octahedron packings
八面体堆积的阶次度量和阶次图
- DOI:10.1016/j.physa.2015.10.101
- 发表时间:2016-02
- 期刊:Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications
- 影响因子:--
- 作者:Lufeng Liu;Peng Lu;Lingyi Meng;Weiwei Jin;Shuixiang Li
- 通讯作者:Shuixiang Li
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非球体填充的组合球模型及松弛算法
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- 影响因子:--
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机身框架有限元建模混合专家系统
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- 发表时间:2003
- 期刊:Expert Systems with Applications
- 影响因子:8.5
- 作者:李水乡;乔明高
- 通讯作者:乔明高
基本三维几何体的最高填充率
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:科学通报
- 影响因子:--
- 作者:李水乡;赵健;谢玉;陆鹏
- 通讯作者:陆鹏
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- DOI:--
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- 期刊:计算机工程与设计
- 影响因子:--
- 作者:李水乡;王云鹏;陈永强
- 通讯作者:陈永强
Maximally dense random packing of intersected spherocylinders with central symmetry
中心对称相交球柱的最大密集随机堆积
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Powder Technology
- 影响因子:5.2
- 作者:孟令怡;李水乡;姚小虎
- 通讯作者:姚小虎
其他文献
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