材料的典型性能試驗(yàn)觀察到微尺度材料的變形規(guī)律表現(xiàn)出不同于宏觀規(guī)律的現(xiàn)象稱為尺度效應(yīng)。具體表現(xiàn)為構(gòu)件的尺寸越小其剛度強(qiáng)度越大。在微尺度下,微觀組織的形態(tài)和變形行為將會(huì)對(duì)材料的整體行為產(chǎn)生較大影響,傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)理論的預(yù)設(shè)不再適用,不能解釋尺度效應(yīng)。然而含有尺度參數(shù)的偶應(yīng)力理論可以唯象的描述這種現(xiàn)象�；谂紤�(yīng)力理論研究材料的尺度效應(yīng)對(duì)未來微尺度材料的應(yīng)用具有前瞻性意義。本文立足解決兩種微尺度復(fù)合材料的尺度效應(yīng)問題:針對(duì)微尺度平面正交各向異性功能梯度梁使用了適用于各向異性材料的新修正偶應(yīng)力理論,針對(duì)由均質(zhì)材料構(gòu)成的微尺度蜂窩芯層材料使用了適用于各向同性材料的修正偶應(yīng)力理論。具體工作總結(jié)如下:1.基于新修正偶應(yīng)力理論建立了能描述尺度效應(yīng)的各向異性功能梯度微梁屈曲分析模型�；谧钚�(shì)能原理推導(dǎo)了控制方程及邊界條件,基于歐拉梁理論與鐵木辛柯梁理論得出了一種較為簡潔的屈曲模型和一種適用度較寬的屈曲模型。并以簡支梁為例分析了屈曲載荷及尺度效應(yīng)受材料尺度參數(shù)、幾何尺寸與功能梯度變化指數(shù)的影響。2.針對(duì)微尺度蜂窩芯層,建立了芯層Y模型并對(duì)其進(jìn)行了受力分析�；谧钚�(shì)能原理推導(dǎo)出了各胞壁的控制方程及邊界條件�；谛拚紤�(yīng)力理論得到Y(jié)模型的變形能,其包含一個(gè)尺度參數(shù),可反映材料的尺度效應(yīng)。通過應(yīng)變能等效得到微尺度蜂窩芯層等效面內(nèi)彈性參數(shù)。以鈦蜂窩芯層為例,得到宏微觀模型下的不同結(jié)果。討論了胞元尺寸對(duì)等效彈性模量與尺度效應(yīng)的影響。
【學(xué)位單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V414
【部分圖文】：

1990 年 7 月第一屆國際納米科技技術(shù)會(huì)科學(xué)為材料科學(xué)的一個(gè)新分支。而現(xiàn)在對(duì)微納米材料顆粒粉體轉(zhuǎn)到利用微納米材料已發(fā)掘的物理和化學(xué)特材料的變形規(guī)律會(huì)出現(xiàn)不同于宏觀規(guī)律的尺度效應(yīng)，秘。米功能梯度材料與蜂窩夾層材料因其卓越的材料性能。關(guān)于微納米功能梯度與蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研性的指導(dǎo)意義。效應(yīng)變形規(guī)律表現(xiàn)出不同于宏觀規(guī)律的現(xiàn)象稱為尺度效應(yīng)寸大小相關(guān)。自 20 世紀(jì) 70 年代納米顆粒材料問世以關(guān)注，學(xué)者們針對(duì)微尺度材料做了一些材料典型性能銅絲做了扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)觀察到當(dāng)銅絲的直徑從 170綱剪切剛度顯著增大。其觀察結(jié)果見圖 1. 1。

圖 1. 2 Stolken 鎳片無量綱化彎曲強(qiáng)度尺度材料典型性能試驗(yàn)均觀察到材料的尺度效應(yīng)。其出現(xiàn)尺寸與材料顆粒尺寸相近，微觀組織的形態(tài)和變形對(duì)宏觀材料響，材料顆粒的固有屬性不再無限可分，傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)理論解釋尺度效應(yīng)。于是一些學(xué)者提出了含有尺度參數(shù)的偶應(yīng)力。度材料介紹及研究現(xiàn)狀料(Functionally gradient materials, FGMs)是由幾種材料復(fù)合而素沿材料某一方向連續(xù)變化，可具有特殊功能的材料(見圖

圖 1. 2 Stolken 鎳片無量綱化彎曲強(qiáng)度料典型性能試驗(yàn)均觀察到材料的尺度效應(yīng)料顆粒尺寸相近，微觀組織的形態(tài)和變形料顆粒的固有屬性不再無限可分，傳統(tǒng)連度效應(yīng)。于是一些學(xué)者提出了含有尺度參介紹及研究現(xiàn)狀nctionally gradient materials, FGMs)是由幾種料某一方向連續(xù)變化，可具有特殊功能的
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