【摘要】：顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料有許多傳統(tǒng)材料無(wú)法比擬的優(yōu)越性,在當(dāng)今的工程界得到了廣泛的應(yīng)用�；w和夾雜之間存在的界面層對(duì)復(fù)合材料的有效性質(zhì)產(chǎn)生著不可忽視的影響,本文基于微觀力學(xué)的研究方法對(duì)考慮界面層存在的三相顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的有效彈性性質(zhì)進(jìn)行研究。本文在傳統(tǒng)微觀力學(xué)理論體系基礎(chǔ)上,對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的有效性質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。首先,把顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中的界面層被模擬成為一個(gè)線彈性彈簧模型,顆粒和界面被整體定義為一種等效夾雜,借助一種修正后的自洽方法求得球形顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料有效模量的法則,并且提出了一個(gè)統(tǒng)計(jì)性脫粘準(zhǔn)則用來(lái)表征界面脫粘進(jìn)程中的有效剛度的變化。然后,提出了一個(gè)橢球體顆粒夾雜相繼被界面相材料和基體相材料包圍著的三層嵌套模型,綜合等效夾雜原理和M-T法求得對(duì)齊分布顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料有效彈性性能的理論方案,對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的有效力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生重大影響的顆粒與界面之間相互作用也被考慮在內(nèi)。最后,本文提出了一個(gè)基于能量法有效應(yīng)變理論的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料有效模量預(yù)測(cè)方案,與以往用體積平均應(yīng)變表示復(fù)合材料整體的有效應(yīng)變相比,基于能量法的有效應(yīng)變方法能夠更加真實(shí)地反映存在于顆粒則復(fù)合材料中的能量?jī)?chǔ)備,包圍顆粒夾雜的界面為硬性界面材料或者為軟性界面材料的兩種界面情況均被考慮在內(nèi)。以上研究工作的理論成果進(jìn)行了廣義化地?cái)U(kuò)展到包含多種類型夾雜的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料有效模量預(yù)測(cè)中,顆粒的形狀/尺寸和界面厚度以及各組分材料力學(xué)性質(zhì)對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料有效性質(zhì)的影響均在結(jié)果對(duì)比中進(jìn)行了分析,所得到的有效模量解與實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好地吻合。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB33
【圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文或者塑性變形等物理或者化學(xué)變化，在便捷沒(méi)有約束的情況下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特殊的應(yīng)變，這里我們用*ij 來(lái)表示這個(gè)應(yīng)變。這個(gè)應(yīng)變被 Eshelby 稱之為無(wú)應(yīng)力應(yīng)變或者叫做相變應(yīng)變，而目前大多數(shù)學(xué)者將這種應(yīng)變成為本征應(yīng)變（eigenstrain），本文將會(huì)沿用本征應(yīng)變這種名稱的叫法。但是在現(xiàn)實(shí)的連續(xù)介質(zhì)材料當(dāng)中，這個(gè)局部區(qū)域是受到周圍物質(zhì)約束的，并不能隨意的自由任意地發(fā)生變形，其變形必須會(huì)被限制。

第 2 章 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料微觀力學(xué)的基本理論，我們可以得到彈性應(yīng)變是彈性應(yīng)變減去特征應(yīng)變之后e *ij ij ij = - 的應(yīng)力只是由彈性應(yīng)變部分引起的，我們可以根據(jù)胡克的應(yīng)力為*( )eij ijkl kl ijkl kl kl L L 限大的區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)橢球體子空間域，整個(gè)區(qū)域的彈當(dāng)橢球子區(qū)域如圖 2-2 所示，橢球體三個(gè)半軸長(zhǎng)在三個(gè)示為 a1, a2, a3。

以外的其他點(diǎn)的應(yīng)變和應(yīng)力場(chǎng)，那就需要我們對(duì)子空間域以外的點(diǎn) x 求其另外也可以通過(guò)子空間域和周圍連續(xù)介質(zhì)材料之間的連續(xù)條件求得子空間應(yīng)力和應(yīng)變場(chǎng)。 等效夾雜理論我們首先研究均勻介質(zhì)特征應(yīng)變問(wèn)題和夾雜問(wèn)題兩個(gè)問(wèn)題:1) 均勻介質(zhì)本征應(yīng)變問(wèn)題：無(wú)限大均勻連續(xù)介質(zhì)彈性材料（其剛度張量為一個(gè)子空間域 I,在子空間域內(nèi)發(fā)生了一個(gè)均勻的特征應(yīng)變* ，在無(wú)窮遠(yuǎn)處均勻的而位移邊界條件 u=E x，以上各種因素都會(huì)引起子空間域內(nèi)應(yīng)力和變化，如圖 2-3(a)所示。2) 夾雜問(wèn)題：在無(wú)限大剛度張量為 L0的連續(xù)介質(zhì)均勻材料中嵌入一個(gè)剛度1的橢球體夾雜 H，同樣地在無(wú)窮遠(yuǎn)處也施加一個(gè)均勻的位移邊界條件 u=E雜與基體相接的界面處位移是連續(xù)的，如圖 2-3(b)所示。

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本文編號(hào)：2778088