發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 06:02

【摘要】：顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料具有許多優(yōu)越的力學(xué)性能,在航天、汽車等領(lǐng)域中得到廣泛的運(yùn)用。增強(qiáng)體的加入改善材料的力學(xué)性能,但同時(shí)導(dǎo)致材料的斷裂和疲勞特性下降。這兩方面的性能受夾雜和空洞等微觀結(jié)構(gòu)大小、形狀和空間分布的影響。文中采用Voronoi單元法分析顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料性能,Voronoi單元法在二維領(lǐng)域得了到很好的應(yīng)用。在三維問題中,由于微結(jié)構(gòu)和計(jì)算的復(fù)雜性,3D Voronoi單元法的研究工作較少。本文主要工作內(nèi)容如下:1.不含夾雜的3D Voronoi單元法�；谧钚∮嗄茉順�(gòu)造不含夾雜的3D Voronoi單元,討論了滿足平衡方程和協(xié)調(diào)方程的17中應(yīng)力形式的應(yīng)用范圍,并給出各應(yīng)力形式雜交元的性能評價(jià)。此外,還討論了應(yīng)力函數(shù)多項(xiàng)式項(xiàng)數(shù)對計(jì)算結(jié)果的影響。2.含夾雜的3D Voronoi單元法。介紹含夾雜的3D Voronoi單元基本原理,結(jié)合ANSYS對單元有效性進(jìn)行分析�？紤]到本中夾雜形狀的局限性,可以認(rèn)為含夾雜的3D Voronoi單元的構(gòu)造是有效的。此外,還討論了基體與夾雜純多項(xiàng)式項(xiàng)數(shù)對計(jì)算結(jié)果的影響,得到使計(jì)算收斂的最少應(yīng)力函數(shù)項(xiàng)數(shù)。3.考慮塑性的3D Voronoi單元,通過ANSYS驗(yàn)證了塑性理論在3D Voronoi單元中的有效性。4.將直接均勻化方法運(yùn)用到顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中,用于預(yù)測復(fù)合材料的宏觀力學(xué)性能。得到了復(fù)合材料的宏觀有效彈性模量和平均應(yīng)力應(yīng)變曲線,并結(jié)合上下限法給予驗(yàn)證直接均勻化方法在文中運(yùn)用的有效性。5.將CPU多線程并行計(jì)算加入到3D Voronoi單元中,提高了程序的計(jì)算效率。編制了相應(yīng)的前、后處理程序,為結(jié)果的顯示、對比分析提供了方便的途徑。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2731420