【摘要】：顆粒增強復合材料有許多傳統材料無法比擬的優(yōu)越性,在當今的工程界得到了廣泛的應用�；w和夾雜之間存在的界面層對復合材料的有效性質產生著不可忽視的影響,本文基于微觀力學的研究方法對考慮界面層存在的三相顆粒增強復合材料的有效彈性性質進行研究。本文在傳統微觀力學理論體系基礎上,對顆粒增強復合材料的有效性質進行了預測分析。首先,把顆粒增強復合材料中的界面層被模擬成為一個線彈性彈簧模型,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復合材料有效模量的法則,并且提出了一個統計性脫粘準則用來表征界面脫粘進程中的有效剛度的變化。然后,提出了一個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法求得對齊分布顆粒增強復合材料有效彈性性能的理論方案,對顆粒增強復合材料的有效力學性質產生重大影響的顆粒與界面之間相互作用也被考慮在內。最后,本文提出了一個基于能量法有效應變理論的顆粒增強復合材料有效模量預測方案,與以往用體積平均應變表示復合材料整體的有效應變相比,基于能量法的有效應變方法能夠更加真實地反映存在于顆粒則復合材料中的能量儲備,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。以上研究工作的理論成果進行了廣義化地擴展到包含多種類型夾雜的顆粒增強復合材料有效模量預測中,顆粒的形狀/尺寸和界面厚度以及各組分材料力學性質對顆粒增強復合材料有效性質的影響均在結果對比中進行了分析,所得到的有效模量解與實驗結果很好地吻合。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33
【圖文】：

燕山大學工學碩士學位論文或者塑性變形等物理或者化學變化，在便捷沒有約束的情況下會產生一個特殊的應變，這里我們用*ij 來表示這個應變。這個應變被 Eshelby 稱之為無應力應變或者叫做相變應變，而目前大多數學者將這種應變成為本征應變（eigenstrain），本文將會沿用本征應變這種名稱的叫法。但是在現實的連續(xù)介質材料當中，這個局部區(qū)域是受到周圍物質約束的，并不能隨意的自由任意地發(fā)生變形，其變形必須會被限制。

第 2 章 顆粒增強復合材料微觀力學的基本理論，我們可以得到彈性應變是彈性應變減去特征應變之后e *ij ij ij = - 的應力只是由彈性應變部分引起的，我們可以根據胡克的應力為*( )eij ijkl kl ijkl kl kl L L 限大的區(qū)域內存在一個橢球體子空間域，整個區(qū)域的彈當橢球子區(qū)域如圖 2-2 所示，橢球體三個半軸長在三個示為 a1, a2, a3。

以外的其他點的應變和應力場，那就需要我們對子空間域以外的點 x 求其另外也可以通過子空間域和周圍連續(xù)介質材料之間的連續(xù)條件求得子空間應力和應變場。 等效夾雜理論我們首先研究均勻介質特征應變問題和夾雜問題兩個問題:1) 均勻介質本征應變問題：無限大均勻連續(xù)介質彈性材料（其剛度張量為一個子空間域 I,在子空間域內發(fā)生了一個均勻的特征應變* ，在無窮遠處均勻的而位移邊界條件 u=E x，以上各種因素都會引起子空間域內應力和變化，如圖 2-3(a)所示。2) 夾雜問題：在無限大剛度張量為 L0的連續(xù)介質均勻材料中嵌入一個剛度1的橢球體夾雜 H，同樣地在無窮遠處也施加一個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：2778088