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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。 相似文献
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利用具有精确周期性边界条件的均质化理论, 用宏微观有限元法分析了非连续碳纳米管呈规则和交错2 种排列情况下, 纳米管沿管长方向的应力分布规律。为保证传统的连续力学理论的适用性, 本文中的碳纳米管采用了用分子动力学方法简化的等效纤维模型。规则排列所得结果与应用Cox 剪滞理论及Lauke、Fu 等经典理论得出的结果比较发现: 除了经典理论中指出的碳纳米管长径比及纳米管体积含量2 个因素外, 纳米管形状及在基体中的排列方式对材料的力学性质也有较大影响。交错排列的纳米管在复合材料中有较高效率的应力转化和传递能力, 碳纳米管的端部间距(2 Tf ) 对应力的分布有较大的影响。结果显示出碳纳米管作为材料增强相的特殊性, 证明了均质化理论分析碳纳米管增强复合材料应力分布规律的可行性。 相似文献
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确定均质化法中精确周期性边界条件的新解法及其在复合材料刚度预测中的应用 总被引:1,自引:1,他引:1
通过引进新的特征函数,提出一种新的求解方法,将均质化法中计算特征函数的非奇次积分方程转化为奇次积分方程,得到具有精确的周期性边界条件的均质化方法。利用该方法预测孔洞材料、短纤维增强复合材料刚度的变化,所得结果与用经典方法得到的结果进行比较,验证该方法的可靠性。对于短纤维增强复合材料,分析纤维排列方式对刚度的影响,这是经典的Halpin—Tsai法和Mori—Tanaka法无法预测的,因而文中的方法具有更高的精确度和更广的适应性。 相似文献
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采用三维有限元法在MSC-MARC软件中模拟不同性质的晶须和颗粒混合增强陶瓷基复合材料时微区应力分布特征,并计算增强相及基体平均应力。结合Eshelby夹杂理论和Mori-Tanaka方法推导增强相及基体的平均应力的理论公式,将两种方法所得的结果进行比较。结果表明,理论模型与有限元法得到的各相平均应力非常吻合,不同形状的增强相分担的应力差异很大,晶须增强相能够分担大部分的平均应力,对降低基体应力、提高多相混合增强陶瓷基复合材料的强度起主要作用。数值模拟结果同时给出微区应力场分布特征,显示晶须位置变化和晶须弹性模量变化对微区应力分布均有一定影响,有利于对多相增强复合材料进行失效分析。颗粒增强相具有调节晶须分布位置,有效改善微区应力分布特征的作用。 相似文献
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防X射线有机玻璃的研制 总被引:2,自引:0,他引:2
制备了四种不同成分的含铅防X射线有机玻璃,其主要性能达到或超过国外同类材料水平。对材料的组成—性能关系进行了探讨。这四种防X射线有机玻璃的主要组成分别是MMA,Pb(MA)_2,Pb(OA)_2,HEMA,St;MMA,Pb(MA)_2,Pb(OA)_2,HPMA,St;MMA,Pb(MA)_2,Pb(OA)_2,HEMA,α-CH_3-St;MMA,Pb(MA)_2,Pb(OA)_2,HPMA,α-CH_3-St。测试结果表明,当铅含量为20%时,5mm板材的铅当量达到0.6,超过协和玻璃—XA。 相似文献
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在三维动态有限元分析的基础上,对层合板的低速冲击损伤进行数值模拟,研究其在受载过程中的应力状态,并用Chang-Chang面内失效准则和分层判据进行损伤分析.对损伤的单元进行相应的刚度退化和分层形状、面积的模拟计算.通过具体算例以及与文献中的结果相比较.验证了模型的可靠性和方法的有效性,并对比了纤维增强金属层合板(FRMLs)与传统纤维增强复合材料层合板(FRP)的冲击损伤面积.说明FRMLs具有较好的抗冲击性能。 相似文献
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