【摘要】：有效介質(zhì)方法是常用的細(xì)觀力學(xué)方法之一.其可用于計算多相材料的有效性能,并建立材料微細(xì)觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能的定量關(guān)系;有助于指導(dǎo)新材料設(shè)計,減少試驗工作量等.然而,當(dāng)夾雜含量升高時,傳統(tǒng)有效介質(zhì)方法的計算精度下降.本文以兩相材料為研究對象,提出一種新的參考介質(zhì),即:為更合理考慮不同夾雜顆粒間的相互作用,假定參考介質(zhì)的應(yīng)變是基體相平均應(yīng)變和某一修正張量的雙點積.在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了新參考介質(zhì)下兩相材料的有效模量表達式,并給出該修正張量的近似計算方法;通過反復(fù)更新參考介質(zhì),采用多層次均勻化思路,將本文方法進一步用于多相材料性能的預(yù)測.為驗證方法的有效性,將預(yù)測結(jié)果與已有模型結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)進行對比.結(jié)果表明本文方法較已有方法更為合理、有效.當(dāng)夾雜含量升高時,本文方法較傳統(tǒng)有效介質(zhì)方法的計算精度有所提升.
[Abstract]:Effective medium method is one of the commonly used meso-mechanical methods. It can be used to calculate the effective energy of the multiphase materials and to establish the quantitative relationship between the microstructure and the macroscopic properties of the materials, which is helpful to guide the design of the new materials and reduce the test work. However, when the inclusion content increases, the accuracy of the traditional effective medium method decreases. In this paper, a new kind of reference medium is proposed, in which the strain of the reference medium is assumed to be the average strain of the matrix phase and the double dot product of a modified Zhang Liang in order to consider the interaction between different inclusion particles more reasonably. On this basis, the effective modulus expression of two-phase material under new reference medium is derived, and the approximate calculation method of the modified Zhang Liang is given. By updating the reference medium repeatedly and adopting the idea of multi-level homogenization, the present method is further used to predict the properties of multiphase materials. To verify the effectiveness of the method, the prediction results are compared with the existing model results and experimental data. The results show that the proposed method is more reasonable and effective than the existing methods. When the inclusion content increases, the calculation accuracy of this method is higher than that of the traditional effective medium method.
【作者單位】： 同濟大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點實驗室、巖土及地下工程教育部重點實驗室;同濟大學(xué)先進土木工程材料教育部重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51508404,U1534207) 高性能土木工程材料國家重點實驗室(2015CEM008)資助項目
【分類號】：TB33

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本文編號：2340825