水凝胶多场耦合计算力学

来源：计算力学学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：杨庆生,刘夏,粘向川,宗婷,乔海棣,金山,唐爱杰

单位：北京工业大学 工程力学系, 北京 100124,北京工业大学 工程力学系, 北京 100124,北京工业大学 工程力学系, 北京 100124,北京工业大学 工程力学系, 北京 100124,北京工业大学 工程力学系, 北京 100124,北京工业大学 工程力学系, 北京 100124,北京工业大学 工程力学系, 北京 100124

摘要：作为一种具有多场耦合特性的智能柔体材料，水凝胶的制备技术、性能表征与结构应用得到迅速发展。本文在分析水凝胶本构理论和结构设计的基础上，提出了水凝胶多场耦合计算力学的基本方法和范式，包括微观粗粒化分子动力学模拟和宏观耦合有限元方法等，计算了化学-力学耦合作用下水凝胶材料与结构的变形和应力，给出了多个数值算例与结果比较。研究指出多场耦合计算力学将成为水凝胶材料和结构分析的主要手段，并推动水凝胶等这类智柔材料的性能设计与工程应用。

关键词：水凝胶,智能结构,多场耦合,计算力学,多尺度,

基金资助：国家自然科学基金重点项目（11932002）资助.