隨著生物技術(shù)、信息技術(shù)以及能源技術(shù)等高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域?qū)π滦筒牧系男枨髮哟卧絹?lái)越高。納米材料由于其具有獨(dú)特的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)以及量子尺寸效應(yīng),使得材料的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能發(fā)生了不同尋常的改變。當(dāng)材料內(nèi)非均勻相(夾雜、孔洞和裂紋)的尺寸達(dá)到納米量級(jí)時(shí),非均勻相的界面效應(yīng)對(duì)材料的力學(xué)性能影響顯著,因此研究納米非均勻相的分析方法并揭示其細(xì)觀(guān)場(chǎng)特征具有重要的科學(xué)意義。對(duì)于納米非均勻相的數(shù)值方法研究,本文以桿單元模擬法為理論基礎(chǔ),利用有限元軟件ANSYS求解了反平面剪切載荷作用下納米圓孔、納米橢圓孔、納米圓形夾雜問(wèn)題,給出了細(xì)觀(guān)場(chǎng)分布以及應(yīng)力集中系數(shù)和非均勻相尺寸的關(guān)系曲線(xiàn),并研究了圓孔之間的相互干涉問(wèn)題。對(duì)于納米非均勻相的解析方法研究,本文基于Gurtin-Murdoch表面彈性理論和保角變換,利用復(fù)變彈性理論分析了納米圓孔孔邊裂紋在遠(yuǎn)場(chǎng)反平面載荷作用下的斷裂性能,獲得了該類(lèi)非均勻材料應(yīng)力場(chǎng)的解析解,得出了應(yīng)力強(qiáng)度因子的閉合解并討論了裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的尺寸依賴(lài)以及圓孔相對(duì)尺寸對(duì)于應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TB383.1
【部分圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 2 章 有限單元法及表面/界面理論言元發(fā)展至今，已經(jīng)成功運(yùn)用到各種實(shí)際的問(wèn)題當(dāng)中，本章首基本原理；然后引出研究納米材料時(shí)非常經(jīng)典的 Gurtin-Murd；最后利用有限元方法模擬了納米圓形孔邊的應(yīng)力集中情況理論方法的結(jié)果的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)有限元求得的結(jié)果與解析，說(shuō)明在這種情況下應(yīng)用桿單元模擬法模擬表/界面效應(yīng)是可限單元法

上面的等式就退化為經(jīng)典的彈性理論。基于esh 進(jìn)行單元?jiǎng)澐�，然后自�?FORTRAN 程序讀取單元出節(jié)點(diǎn)應(yīng)力。法，在一個(gè)含有納米非均勻相的二維平面當(dāng)中，假設(shè)基體和線(xiàn)彈性體。公式(2-8)就可以寫(xiě)成S S S0 K 代表界面應(yīng)力，S 代表界面應(yīng)變。)和公式 2-17)可以寫(xiě)成 T TSV SK B D B dV B T E T B dS 0T T T TV Sf N b dV N t d B T dS

圖 2-3 納米孔反平面剪切示意圖慮表/界面應(yīng)力效應(yīng)時(shí)含有納米圓形孔材料的示意圖。納米代表非均勻相區(qū)域，M 代表基體區(qū)域。遠(yuǎn)場(chǎng)作用著均勻的[42]等, 在 Gurtin- Murdoch 表/界面理論下，首先構(gòu)建計(jì)算模再通過(guò)復(fù)變函數(shù)理論方法和保角映射方法，得到了存在界正交異性材料反平面問(wèn)題的解析解。應(yīng)力場(chǎng)表達(dá)式為14 4 5 5yzyz xz Pi G SC C 在夾雜中 2125544 55 44 55yz yzxzSiC C C nC C 在基體內(nèi)
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本文編號(hào)：2870073