【摘要】：顆粒增強復合材料具有許多優(yōu)越的力學性能,在航天、汽車等領域中得到廣泛的運用。增強體的加入改善材料的力學性能,但同時導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構大小、形狀和空間分布的影響。文中采用Voronoi單元法分析顆粒增強復合材料性能,Voronoi單元法在二維領域得了到很好的應用。在三維問題中,由于微結構和計算的復雜性,3D Voronoi單元法的研究工作較少。本文主要工作內容如下:1.不含夾雜的3D Voronoi單元法�；谧钚∮嗄茉順嬙觳缓瑠A雜的3D Voronoi單元,討論了滿足平衡方程和協(xié)調方程的17中應力形式的應用范圍,并給出各應力形式雜交元的性能評價。此外,還討論了應力函數(shù)多項式項數(shù)對計算結果的影響。2.含夾雜的3D Voronoi單元法。介紹含夾雜的3D Voronoi單元基本原理,結合ANSYS對單元有效性進行分析�？紤]到本中夾雜形狀的局限性,可以認為含夾雜的3D Voronoi單元的構造是有效的。此外,還討論了基體與夾雜純多項式項數(shù)對計算結果的影響,得到使計算收斂的最少應力函數(shù)項數(shù)。3.考慮塑性的3D Voronoi單元,通過ANSYS驗證了塑性理論在3D Voronoi單元中的有效性。4.將直接均勻化方法運用到顆粒增強復合材料中,用于預測復合材料的宏觀力學性能。得到了復合材料的宏觀有效彈性模量和平均應力應變曲線,并結合上下限法給予驗證直接均勻化方法在文中運用的有效性。5.將CPU多線程并行計算加入到3D Voronoi單元中,提高了程序的計算效率。編制了相應的前、后處理程序,為結果的顯示、對比分析提供了方便的途徑。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33

【參考文獻】

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本文編號：2731420