含微裂纹三维多向编织复合材料热膨胀系数的细观力学分析

将三维编织复合材料的纤维束和微裂纹分别看作圆柱型和圆币型夹杂,考虑了微裂纹的任意取向和增强纤维束的空间取向,采用等效夹杂法对含微裂纹的三维多向编织复合材料的热膨胀系数进行了细观力学分析,提出了预报含微裂纹三维多向编织复合材料热膨胀系数的方法,由于直接考虑了微裂纹的任意取向和增强纤维的空间取向,这种方法既可应用于一般含微裂纹的三维编织复合材料,也可应用于单向纤维增强复合材料.结合实例分别预报了单向纤维增强复合材料和四向编织复合材料的热膨胀系数,与实验结果吻合较好.     

含微裂纹三维多向编织复合材料热膨胀系数细观力学分析

将三维编程复合材料的纤维束和微裂纹分别看作圆柱型和圆币型夹杂,考虑了微裂纹的任意取向和增强纤维束的空间取向,采用等效夹杂法对含微裂纹的三维多向编织复合材料的热膨胀胀系数进行了细观力学分析,提出了预报含微裂纹三维多向编织复合材料热膨胀系数的方法,由于直接考虑了微裂纹的任意取向和增强纤维的空间取向,这种方法既可应用于一般含微裂纹的三维编程复合材料,也可应用于单向纤维增强复合材料,结合实例分别预报了单向增强复合材料和四向编程复合材料的热膨胀系数,与实验结果吻合较好。     

短纤维与球状颗粒双相夹杂增强陶瓷基复合材料有效力学性能分析的广义Mori-Tanaka法

结合Eshelby夹杂理论和Mori-Tanaka方法推导陶瓷基体中含两种以上不同形状和不同力学性质的夹杂情况下,复合材料的有效力学性能计算的广义Mori-Tanaka解析计算式,分析颗粒与短纤维夹杂对复合材料有效力学性能的影响,并用三维均质化法检验所得解析式的可靠性。结果表明,解析模型与均质化法得到的结果非常吻合,不同形状的夹杂对有效力学性能的影响很大,短纤维增强相能够有效改善复合材料沿短纤维方向的纵向有效力学性能,对提高多相混合增强陶瓷基复合材料的刚度和强度起主要作用;球状颗粒增强相能有效改善复合材料的横向有效力学性能,并保持复合材料强度的稳定性,不同形状的夹杂能够综合改善陶瓷基复合材料的力学性能。     

基于内聚力模型的纳米纤维和纳米颗粒双相增强陶瓷基复合材料的损伤分析

通过在纳米纤维和基体之间应用无厚度指数型内聚力单元,建立纳米增强陶瓷基复合材料的界面损伤本构关系。利用MARC有限元分析纳米纤维与基体之间含界面损伤时,单一纳米纤维及纳米纤维和纳米颗粒双相增强陶瓷基复合材料受位移荷载作用时的应力-应变响应。结果表明:纳米纤维与基体之间的界面损伤演化主要由内聚力单元的最大裂纹张开位移控制,与单一增强情况相比,纳米纤维与纳米颗粒的双相作用更有利于提高陶瓷基复合材料的强度,内聚力模型能准确模拟纳米纤维与陶瓷基体之间的界面裂纹扩展,是研究纳米复合材料损伤的有效方法。     

随机分布短纤维增强复合材料弹性常数预报

对随机取向的短纤维增强复合材料进行了研究。建立了分析模型，编制了计算程序，分别对二维及三维随机取向短纤维复合材料的弹性常数做了预测，分析了纤维含量的影响，并与有关文献结果进行了比较     

随机分布短纤维增强复合材料弹性常数预报

对随机取向的短纤维增强复合材料进行了研究，建立了分析模型，编制了计算程序，分别对二维及三维随机取向短纤维复合材料的弹性常数了预测，分析了纤维含量的影响，并与有关文献结果进行了比较。     

准静态下纤维增强复合材料的非线性细观力学分析

准静态下纤维增强复合材料的偏轴拉伸的剪切时有明显的非线性。本文对纤维增强复合材料的非线性力学性能进行了细观分析，并由试验检证了理论分析，此分析为研究在高应变率下单向或多向纤维增强复合材料的本构关系提供了基础。     

夹杂物问题应力场的数值计算

等效夹杂物方法是细观力学中的一种重要方法，文中编制的数值计算程序能在考虑多个夹杂物相互响应的情况下计算材料应力、应变场，并实现了计算结果的三维显示．计算结果与文献中的计算结果非常吻合．本文编制的数值计算程序不仅可以用于研究复合材料的损伤演化及失效，而且利用特殊构型的椭球空洞来模拟裂纹，可以计算裂纹群的应力、应变场。     

含缺陷纤维增强复合材料热膨胀系数预报

利用细观力学的Ｅｓｈｅｌｂｙ和Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ理论，考虑纤维与微裂纹之间的相互作用，预报了复合材料的有效热膨胀系统，研究了纤维体积份数，微裂纹密度对热力学性能的影响，为材料热应力分析提供了理论基础。     

球形颗粒增强铝基复合材料的细观失效分析

针对ZrO2球形颗粒增强2124铝基复合材料完成了静拉伸断裂实验及细观失效分析,主要研究了颗粒夹杂物对铝基复合材料的细观结构演化及失效的影响。结果表明：颗粒与基体材料的脱粘以及颗粒的开裂是材料的主要细观损伤形式,开裂颗粒之间的基体材料中容易形成连接颗粒理解缝的微裂纹,并对材料的失效有重要的影响,球体形颗粒是最为合理的增强体形状。     

含缺陷三维编织复合材料有效性能研究

本文研究了含缺陷情况下的一种三维编织材料的有效力学性能.本文构建了该三维编织复合材料的单胞模型,并采用基于非均匀单元的有限元方法计算了该材料单胞的应力分布.得出了该材料的模量和泊松比等有效力学性能参数,并与用相同方法得出的不含缺陷情况对应的结果进行了比较.研究表明,本文采用的方法对于具有复杂材料分布特征且含有缺陷的三维编织复合材料的力学性能分析非常有效.数值计算结果说明,三维编织材料中的缺陷使得材料整体的力学属性有一定的降低,但是缺陷对各有效力学属性分量的影响程度不同.     

三维多向编织复合材料分析模型

针对四向编织复合材料，从几何上建立了材料单胞的组织结构模型，深入讨论了单胞内纤维束在空间上的分布规律，导出了编织参数间的关系，并结合假定的四向编织复合材料进行了性能预报分析，模型将成为三维多向编织复合材料的材料性能预报与材料设计的基础。     

编织5D复合材料轴向压缩力学性能统计特性分析

采用概率统计方法,研究编织5D复合材料轴向压缩力学性能.分析了给定应变条件下,应力的统计分布特性;给定应力条件下,应变的统计分布特性.提出了描述编织5D复合材料轴向压缩应力—应变关系统计特性的随机变量方法.为编织5D复合材料可靠性分析提供了试验基础.     

三维四向编织复合材料的单胞应力场分布

基于三维四向编织复合材料预制件的细观结构,提出了螺旋型纤维等效模型.采用多相有限元数值法获得了三维四向编织复合材料的轴向拉伸应力应变关系,通过有限元计算得到了材料单胞模型的细观应力分布.结果表明,螺旋型纤维等效模型的数值预报结果与实验数据基本吻合,证明了该单胞模型符合三维四向编织复合材料的实际细观结构,该模型能有效地计...     

树脂基三维编织复合材料蠕变性能分析

采用拉伸蠕变试验方法研究了树脂基三维编织复合材料的蠕变性能，分析了编织结构、编织角和纤维体积含量对三维编织复合材料蠕变性能的影响．实验结果表明：在本文试验条件下，树脂基三维复合材料的蠕变曲线分为减速和恒速两个阶段；三维编织复合材料的抗蠕变性能随编织角的减小、纤维体积含量的增加而提高，且三维五向结构的抗蠕变性能优于三维四向结构的抗蠕变性能．     

三维编织复合材料工字梁的弯曲性能分析

在三维编织复合材料的实体单胞模型的基础上，考虑了编织结构和编织纱线的几何特性，采用局部／整体均匀化的方法，计算了三维编织复合材料的宏观性能，利用MARC有限元分析软件的用户接口，分析了三维编织复合材料工字梁的弯曲性能，计算结果与实验结果吻合较好。     

三维编织复合材料力学性能研究进展

综述了近年来国内外对三维编织复合材料力学性能的研究进展,主要包括实验研究、理论研究和数值仿真研究.在理论研究方面介绍了"米"字枝状模型、纤维倾斜模型、三细胞模型、螺旋线模型以及基于细观结构几何模型的刚度和强度性能研究.在数值仿真研究方面介绍了研究人员根据三维编织复合材料的成型技术、编织程序和纤维在编织过程中的走向等建立...     

三维编织复合材料力学性能分析方法评述

由于三维编织复合材料中纤维束在空间分布的复杂性,与层合复合材料力学性能分析有着本质的差别.为此本文概述了三维编织复合材料的力学特点及其一般研究步骤,详细介绍了目前几种常见的力学分析模型,分析了其存在的优缺点,依此指导力学工作者合理地选择计算模型,使之能对三维编织复合材料进行较为精确的力学性能预报,并为今后的研究提供指导。