Skip to main content
Erschienen in: International Journal of Mechanics and Materials in Design 4/2006

01.12.2006

Elastic property prediction by finite element analysis with random distribution of materials for heterogeneous solids

verfasst von: L. M. Xu, H. Fan, K. Y. Sze, Chuan Li

Erschienen in: International Journal of Mechanics and Materials in Design | Ausgabe 4/2006

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In the present paper, finite element method is employed to predict the effective material properties of heterogeneous materials via random distributions of the constituent materials. With the random distributing strategy, massive parametric analysis via finite element becomes feasible for multi-phase heterogeneous solids. Using a two-phase bi-continuous material as an example, the effects of the specimen size with respect to the characteristic size of the micro-structural size and the element density on the predicted effective properties are considered. The numerical predictions of the effective properties are checked by two analytical bounds which were proposed by Hashin and Shtrikemn (1963) through the principle of variation and the matrix-fiber model. Some discussions on the finite element prediction are also made to clarify the status of the present work in the composite mechanics research.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
Zurück zum Zitat Christensen, R.: Mechanics of Composite Materials. John Wiley & Sons, New York (1979) Christensen, R.: Mechanics of Composite Materials. John Wiley & Sons, New York (1979)
Zurück zum Zitat Christensen, R.: A critical evaluation for a class of micro-mechanics models. J. Mech. Phys. Solids 38, 379–404 (1990)CrossRef Christensen, R.: A critical evaluation for a class of micro-mechanics models. J. Mech. Phys. Solids 38, 379–404 (1990)CrossRef
Zurück zum Zitat Christensen R., Lo K.H.: Solutions for effective shear properties in three phase sphere and cylinder models. J. Mech. Phys. Solids 27(4), 315–330 (1979)MATHCrossRef Christensen R., Lo K.H.: Solutions for effective shear properties in three phase sphere and cylinder models. J. Mech. Phys. Solids 27(4), 315–330 (1979)MATHCrossRef
Zurück zum Zitat Garboczi E.J., Day A.R.: An algorithm for computing effective linear elastic properties of the heterogeneous materials. J. Mech. Phys. Solids 43(9), 1349–1362 (1995)MATHCrossRef Garboczi E.J., Day A.R.: An algorithm for computing effective linear elastic properties of the heterogeneous materials. J. Mech. Phys. Solids 43(9), 1349–1362 (1995)MATHCrossRef
Zurück zum Zitat Haecker C., Garboczi E.J., Bullard J.W., Bohn R.B., Sun Z., Shah S.P., Voigt T.: Modeling the linear elastic properties of Portland cement paste. Cement Concrete Res. 35(10), 1948–1960 (2005)CrossRef Haecker C., Garboczi E.J., Bullard J.W., Bohn R.B., Sun Z., Shah S.P., Voigt T.: Modeling the linear elastic properties of Portland cement paste. Cement Concrete Res. 35(10), 1948–1960 (2005)CrossRef
Zurück zum Zitat Hashin Z., Shtrikman S.: A variational approach to the theory of elastic behavior of multiphase materials. J. Mech. Phys. Solids 11, 127–140 (1963)MathSciNetCrossRefMATH Hashin Z., Shtrikman S.: A variational approach to the theory of elastic behavior of multiphase materials. J. Mech. Phys. Solids 11, 127–140 (1963)MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat Mura T.: Micromechanics of Defects in Solids. Martinus Nijhoff Publisher, The Hague, The Netherlands (1982) Mura T.: Micromechanics of Defects in Solids. Martinus Nijhoff Publisher, The Hague, The Netherlands (1982)
Zurück zum Zitat Nozaki H., Taya M.: Elastic fields in a polyhedral inclusion with uniform eigenstrains and related problems. ASME J. Appl. Mech. 68, 441–451 (2001)MATHCrossRef Nozaki H., Taya M.: Elastic fields in a polyhedral inclusion with uniform eigenstrains and related problems. ASME J. Appl. Mech. 68, 441–451 (2001)MATHCrossRef
Zurück zum Zitat Roberts A.P., Garboczi E.J.: Elastic properties of Tungsten-Silver composite via reconstruction and computation. J. Mech. Phys. Solids 47 2029–2055 (1999)MATHCrossRef Roberts A.P., Garboczi E.J.: Elastic properties of Tungsten-Silver composite via reconstruction and computation. J. Mech. Phys. Solids 47 2029–2055 (1999)MATHCrossRef
Zurück zum Zitat Sundararaghavan V., Zabaras N.: Classification and reconstruction of three-dimensional microstructures using support vector machines. Comput. Mater. Sci. 32(2), 223–239 (2005)CrossRef Sundararaghavan V., Zabaras N.: Classification and reconstruction of three-dimensional microstructures using support vector machines. Comput. Mater. Sci. 32(2), 223–239 (2005)CrossRef
Zurück zum Zitat Taya M., Arsenault R.J.: Metal Matrix Composites. Pergamon Press, Oxford (1989) Taya M., Arsenault R.J.: Metal Matrix Composites. Pergamon Press, Oxford (1989)
Metadaten
Titel
Elastic property prediction by finite element analysis with random distribution of materials for heterogeneous solids
verfasst von
L. M. Xu
H. Fan
K. Y. Sze
Chuan Li
Publikationsdatum
01.12.2006
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
International Journal of Mechanics and Materials in Design / Ausgabe 4/2006
Print ISSN: 1569-1713
Elektronische ISSN: 1573-8841
DOI
https://doi.org/10.1007/s10999-007-9038-y

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2006

International Journal of Mechanics and Materials in Design 4/2006 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.