材料力學
關注創建者：周藝杰 創建時間：2015-07-03
材料力學的視頻教程
力學方向知識點總結，包含理論力學材料力學彈性力學復合材料力學有限元分析等
本課程圍繞力學方向核心知識體系展開，系統總結理論力學、材料力學、彈性力學、復合材料力學以及有限元分析等重要內容，旨在幫助學員從整體上梳理專業知識脈絡，建立更加完整、清晰的力學知識框架。課程不僅關注各門課程的基礎概念與核心理論，也強調不同知識模塊之間的內在聯系，使學員能夠從“單點學習”走向“系統理解”。 在學習過程中，很多同學會遇到知識點零散、課程之間銜接不清、學過后難以融會貫通等問題。
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斯姆勒之寧老師講材料力學系列2---------梁的拉伸基礎知識
斯姆勒數值仿真技術研究院聯合陜西理工大學，針對高校學生，開展寧老師講材料力學系列ANSYS普及活動，主要基于ANSYS數值仿真軟件，利用現代數值仿真手段進行材料力學的求解分析，其目的如下： 1、講解材料力學的理論內容； 2、詳細闡述材料力學的ANSYS實現； 3、掌握ANSYS現代分析工具的基本分析能力； 4、理論聯系實際，拓展學生的工程解決能力； 5、為學生進一步參加工作和科研奠定科學素養基礎
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斯姆勒之寧老師講材料力學系列07------溫度應力和裝配應力
斯姆勒數值仿真技術研究院聯合陜西理工大學，針對高校學生，開展寧老師講材料力學系列ANSYS普及活動，主要基于ANSYS數值仿真軟件，利用現代數值仿真手段進行材料力學的求解分析，其目的如下： 1、講解材料力學的理論內容； 2、詳細闡述材料力學的ANSYS實現； 3、掌握ANSYS現代分析工具的基本分析能力； 4、理論聯系實際，拓展學生的工程解決能力； 5、為學生進一步參加工作和科研奠定科學素養基礎
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材料力學的實例教程
相對應的，彈性力學借助于微元體，可以求出彈性體任意點的應力、應變和位移，那么，這些解對應于材料力學的工程目標，應力、應變解可用于分析彈性體的強度問題，應變和位移可以分析彈性體的剛度問題，應力可以分析彈性體的穩定性問題，也就是說彈性力學與材料力學具有相同的工程目標。
下載地址：彈性力學教程王敏中
材料力學所涉及的內容分屬于兩個學科：
固體力學 (solid mechanics)，即研究物體在外力作用下的應力、變形和能量，統稱為應力分析 (stress analysis)。但是，材料力學又不同于固體力學，材料力學所研究的僅限于桿類物體，例如桿、軸、梁等。
材料科學 (materials science) 中的材料的力學行為 (behaviors of materials)，即研究材料在外力和溫度作用下所表現出的力學性能 (mechanical properties) 和失效 (failures) 行為。但是，材料力學所研究的僅限于材料的宏觀力學行為，不涉及材料的微觀機理。
力學特性是指在外力作用下材料變形與所受外力之間的關系，以及材料抵抗變形和破壞的能力，這些力學特性均需通過材料試驗確定。
以上兩方面的結合，使材料力學成為工程設計 (engineering design) 的重要組成部分，即設計出桿狀構件或零部件的合理形狀和尺寸，以保證它們具有足夠的強度、剛度和穩定性。
展開 文 / 蘇格拉偉
對于復合材料的力學分析和研究大致可分為材料力學和結構力學兩大部分，習慣上把復合材料的材料力學部分稱為復合材料力學，而把復合材料結構(如板、殼結構)的力學部分稱 為復合材料結構力學，有時這兩部分也統稱為復合材料力學。復合材料的材料力學部分按采用力學模型的精細程度可分為細觀力學和宏觀力學兩部分，下面分別說明這三種力學分析方法的基本特點。
1. 細觀力學
它從細觀角度分析組分材料之間的相互作用來研究復合材料的物理力學性能。它以纖維和基體為基本單元，把纖維和基體分別看成是各向同性的均勻材料，根據材料纖維的幾何形狀和布置形式、纖維和基體的力學性能、纖維和基體之間的相互作用(有時應考慮纖維和基體之 間界面的作用)等條件，來分析復合材料的宏觀物理力學性能。這種分析方法比較精細但相當復雜，目前還只能分析單層材料在簡單應力狀態下的一些基本力學性質，例如材料主軸方向的彈性常數及強度。
此外，由于實際復合材料纖維形狀、尺寸不完全規則和排列不完全均勻，制造工藝上的差異和材料內部存在空隙、缺陷等，細觀力學分析方法還不能完全考慮材料的實際情況，需進一步研究。以細觀力學分析復合材料性質，在復合材料力學的學科范圍內是不可缺少的重要組成部分，它對研究材料的破壞機理、提高復合材料性能、進行復合材料和結構設計 將起到很大作用。
ANSYS和ABQAUS都可以建立復合材料細觀模型，進行相關的研究。
2. 宏觀力學
它從材料是均勻的假定出發，只從復合材料的平均表觀性能檢驗組分材料的作用來研究復合材料的宏觀力學性能。它把單層復合材料看成均勻的各向異性材料，不考慮纖維和基體的具體區別，用其平均力學性能表示單層材料的剛度、強度特性，可以比較容易地分析單層和疊層材料的各種力學性質，所得結果較符合實際。宏觀力學的基礎是預知單層材料的宏觀力學性能，如彈性常數、強度等。
展開 一般來說，力學學科都有明顯的實用背景，所以說，力學學科的任務通常也是很明確的。
材料力學的任務的關鍵詞有三個：強度，剛度，穩定性。
對于強度，目前主流的強度理論還是材料強度理論，也就是說，結構的強度是以結構材料強度特性來評價的，而材料強度特性通常是用應力來描述的。所以，分析結構的強度，實質就是求解結構的應力水平，并且將這個應力與結構材料允許應力進行對比，最簡單的對比方式，就是安全系數法，這也是材料力學的主流方法。
分析結構的剛度，實質就是求解結構的變形。對于變形，有兩個尺度，或者稱為兩個視角，一個是微觀視角，稱為應變，即正應變（線應變）和切應變（角應變），描述對象是微元體，適用范圍不限于材料力學；還有一個是宏觀視角，在材料力學中，桿件的變形有四個基本形式，拉壓，剪切，扭轉以及彎曲。對于材料力學的剛度問題，評價對象顯然是宏觀變形。
關于微觀和宏觀視角，可以再補充幾句。宏觀視角下，有外力（可以分為集中力，分布力以及體積力，也可以分為拉壓力和剪力，扭矩和彎矩），有內力（可以分為拉壓力和剪力，扭矩和彎矩）。微觀視角下，內力可以分為正應力和切應力，應力是二階張量，既和位置有關，也和截面方向有關。宏觀外力很直觀，微觀應力雖然不直觀，但通過宏觀外力可以比較容易的理解和把握微觀應力。宏觀變形很直觀，微觀應變并不直觀，通過宏觀變形也可以理解好微觀應變，尤其切應變的理解值得一提，想象截面（切應力截面）上有兩條斜線構成一個角度（可以是直角也可以不是），角度的一條斜線在該截面上，另一條斜線在對應截面上，兩個截面有相對運動，斜角大小也隨之發生變化。讀者可以用這個方法來想象扭轉變形和剪切變形。
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拉壓和剪切的強度和剛度問題，求解方法簡單，故略。
展開 引言
復合材料的定義有多種，大體而言，指的是兩種或多種不同性質的材料用物理和化學方法在宏觀尺度上組成具有新性能的材料。
本系列大體上參考《復合材料力學》，沈觀林等著，清華大學出版社。
文章盡量少地牽涉數學公式，以概念和觀點為主，并在最后增加了一些案例，說明復合材料力學是如何進行分析的。
本人在復合材料力學分析的水平和經驗水平有限，希望大家能一起學習討論。
基本概念
復合材料這個概念并不新鮮，人類很早就開始使用復合材料，如古代使用的土坯磚就是由黏土和稻草（或麥稈）組成；此外，我們熟知的鋼筋混凝土、膠合板等，都是復合材料。
復合材料從應用的角度大致可以分為2類：
功能復合材料，如導電、耐高溫燒蝕、磨阻等；
結構復合材料，作為一種結構件，具有高比強度或比剛度，我們這個系列主要討論的就是這類復合材料。
基本分類
結構復合材料由基體材料和增強材料兩部分組成：
基體材料，主要起到連接、固定、傳遞、保護等作用，通常由樹脂、金屬和非金屬；
增強材料，核心作用，提供材料的剛度和強度。
復合材料相比金屬材料，復雜得多，具有很多特點，并且可設計。
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材料力學的最新內容
在金屬材料、陶瓷及復合材料的微觀力學研究中，構建一個符合統計學特征的多晶代表性體積單元（RVE）往往是科研工作的第一步。
然而，傳統的建模方法往往面臨重重困難：使用商業軟件手動分割效率低下；利用專業建模軟件（如 Neper）雖然強大，但命令行操作和復雜的參數配置讓許多初學者望而卻步；而自編程序生成 Voronoi 鑲嵌模型，又難以精準控制晶粒尺寸分布和形狀統計特征。
材料卡片定制
國高材分析測試中心聯合行業仿真機構，為客戶提供材料力學性能樣件測試及仿真軟件材料卡片生成服務，具體內容如下：
1.按照客戶的技術要求，進行高分子材料試驗（單向拉伸，缺口拉伸，剪切，雙向拉伸，沖孔，三點彎等）。
2.對材料樣件試驗結果數據進行數據處理，驗證及仿真分析標定。
3.最終交付材料樣件試驗數據結果及仿真軟件材料卡片。
一、剛需市場擴容：下游爆發 + 標準趨嚴，催生千億檢測需求
彎折試驗機作為材料力學測試的核心設備，是工業質量控制與研發創新的基礎裝備，廣泛應用于柔性電子、新能源汽車、航空航天、建筑建材、電線電纜等領域。
需求端的爆發直接推動市場規模快速增長。
復合材料多尺度力學仿真中，代表性體積單元（RVE）的幾何建模與網格劃分是前處理階段的主要工作之一。受周期性邊界條件的約束，纖維在模型邊界處的切割精度直接影響后續網格匹配。當纖維端面與基體表面未能完全共面時，往往產生微小幾何階躍，導致節點投影誤差。這些問題在手動腳本處理時出錯的概率較高。
基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
關鍵詞：蠕變，彈塑性，θ方程，時間，高溫
什么是蠕變
學材料力學都會接觸到材料屈服，但是蠕變就未必會學。除了研究這個方向的學生，大部分人可能接觸不到。
簡單理解蠕變，就是結構在外載荷不變情況下，變形隨著時間推移而逐漸增加。
通常蠕變都會和熱關聯，高溫等惡劣服役環境下，材料性能緩慢下降，較容易產生蠕變的現象。
航空、汽車、家電等不同領域中材料復雜力學性能測試技術和數據分析；3. 多種材料模型的開發和仿真應用。
為更好的掌握課程內容，參加課程的工程師需具有一定的材料力學、非電量測量基礎。
傳統的簡化方法依賴經驗判斷，不僅可能遺漏關鍵損傷載荷段，更無法精確復現真實的失效模式，尤其是考慮到橡膠材料的非線性力學性能和非線性損傷累積特性，采用基于傳統經驗方法得到的簡化路譜載荷預測橡膠襯套的疲勞壽命，可能和實測結果有巨大差異。隨著計算能力的提升，直接采用全時程、多通道的真實路譜數據進行仿真，已成為可能且必要的前沿方向。
E-rubber長期專注與橡膠及復合材料非線性力學與疲勞性能測試和表征，目標正是為了幫助客戶獲取這些關鍵的材料特性參數，將前沿的“設計指南”轉化為可輸入仿真軟件、可指導配方優化、可預測產品壽命的量化工程數據。
我們憑借深厚的材料力學背景與仿真經驗，提供專業的參數擬合服務，將試驗數據轉化為可直接用于仿真的高精度材料本構模型。
超彈性本構參數擬合
我們支持擬合Yeoh, Ogden, Mooney-Rivlin 等主流超彈性本構模型。我們的專家會基于您的材料行為，推薦并校準最合適的模型，確保其在您關注的應變范圍內達到最佳擬合精度。
