复合材料单向板横向弹性模量E_T的细观力学分析

单层板横向弹性模量主要由基体控制,然而纤维的存在制约了基体的变形,从而间接地影响着横向弹性模量.由于纤维的纵向弹性模量远远高于基体的弹性模量,基体的纵向变形受到了纤维的制约而处于面内二向应力状态.本文在矩形模型的基础上进行了二向应力状态的修正.经与目前普遍认为可行的 Halpin-Tsai 半经验公式进行比较,二者具有同等的精确性,而本文在理论上和逻辑上更具有简单性和合理性.     

基于有限元计算细观力学的复合材料宏观性能的一体化预测

基于有限元计算细观力学理论,以MSC.PATRAN为平台,利用PCL实现了RVE的参数化自动建模,建立了RVE库。并根据不同的细观力学方法,通过在后台对RVE边界条件的设置及有限元计算,集成了相应的计算程序,从而实现了复合材料宏观性能的一体化预测。最后,以单向复合材料的宏观弹性模量预测为例,展示了一体化预测系统。     

纤维混凝土弹性模量的细观力学求解方法

应用细观力学理论中的Mori-Tanaka法和Eshelby等效夹杂法求解了纤维混凝土的弹性模量,对影响纤维混凝土弹性模量的若干参数进行讨论,得出纤维混凝土的弹性模量为砂、石、纤维和水泥（基体）4种组分物理性能和体积率等不同参数的函数。通过比较理论解和已有试验数据可知,二者吻合较好,证明利用细观力学的理论求解纤维混凝土弹性模量是一种可行并有效的方法。     

氧化铝-碳耐火材料弹性模量细观力学分析

基于细观力学理论,提出计算氧化铝-碳耐火材料(铝碳材料)弹性模量的Mori-Tanaka方法,并探讨了各组分对其值的影响。首先,通过特定的实验并利用Mori-Tanaka方法,计算出铝碳材料中各相的弹性常数;然后,分别采用单尺度和多尺度分析,对铝碳材料弹性模量进行预测,并将预测值与实验结果进行对比。结果表明:根据铝碳材料的微观结构选择合适的基体,对预测值的准确性很重要;采用Mori-Tanaka方法并结合多尺度分析可有效预测铝碳材料的弹性模量,其值主要取决于连续的多孔碳相。     

有限元法预测复合材料的有效弹性模量

建立了预测三维网络、颗粒增强复合材料的弹性模量的有限元模型,分析了SiC三维网络、颗粒增强金属基复合材料的弹性模量与增强体含量的关系.结果表明,复合材料的弹性模量与增强体的体积分数成非线性关系.在增强体体积分数相同的情况下,三维网络增强复合材料具有更大的杨氏模量、体积模量和剪切模量,在大体积分数条件下,2种复合材料的弹性模量的差别更为明显.     

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。     

单向不连续CF／PEEK复合材料细观力学行为分析

采用有限元模拟技术，研究了单向不连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的细观弹塑性力学行为，分析了纤维端部的不连续性对复合材料中纤维与纤维、纤维与周围基体相互作用以及应力场变化的影响。在有限元计算中，引入了一个单胞模型和相关的边界条件。此外，利用体积平均法预测了在外载荷作用下单向不连续碳纤维增强复合材料的弹塑性应力-应变关系。     

钨基复合材料抗热震性能的宏细观力学分析

从材料设计的思想出发,采用宏观与微观、材料科学与力学相结合的方法,对钨基复合材料的热传导行为,材料在热冲击载荷下的内部热应力场及材料细观结构的破坏行为进行了详细的理论研究,根据钨基复合材料的细观组织结构建立了材料细观模型,在宏观分析的基础上,分析了材料微结构内部的破坏行为,分别取试件心部与边缘主应力值最大点的应力状态,施加在所建立的模型上,用有限元方法计算了模型内部的弹性应力场。结果表明：试件主应力最大值首先产生在试件内部,此时,如果材料发生破坏将先从夹杂中开始;加热一段时间后试件中的最大主应力值转移到试件边缘,此时材料发生破坏将先从基体中开始。     

三维五向编织复合材料的细观结构分析

针对三维五向编织复合材料的优异性能与其细观结构的密切关系，在分析三维五向编织物纱线的运动规律的基础上，建立了三维五向编织结构的单胞模型，并推导了有关参数之间的数学关系，计算了纤维体积含量、实验数据和理论预测吻合较好。     

碳/碳复合材料等温CVI工艺有限元模拟及可视化研究

制备成本高是制约碳／碳复合材料应用的主要因素，建立分析模型是一条降低其开发和制备成本的重要途径。根据等温CVI工艺的传热与传质特点，以筒状零件为研究对象，利用有限元方法对其沉积过程的密度分布状态进行了分析与模拟，并且基于Visual C 和OpenGL编程技术，建立了有限元模拟可视化系统，利用该系统，可以比较直观地观察零件的致密化效果和孔隙分布情况，以进行准确的科学分析，有利于正确理解CVI工艺机理，并实现改进和优化。     

基体合金化改善氧化铝短纤维与铝液基体间的浸润性研究

本文提出通过基体合金化改善A12O3(sf)/Al界面浸润性的想法,添加的合金元素M须满足以下两个条件:①元素M的表面能必须小于Al的即σM<σAl;②元素M的氧化物生成Gibbs自由能要小于氧化铝的.在试验中得以验证,元素镁是一种良好的润湿增强剂,稀土元素镧可在镁的基础上进一步增强润湿,此外元素镁还可在界面上形成MgAl2O4反应产物但未发现稀土镧在界面上生成任何反应产物.