基于Mori-Tanaka方法的颗粒增强弹塑性基体复合材料力学特性研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiandande
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文研究颗粒增强弹塑性基体复合材料力学特性的评估。针对基于Eshelby问题解的平均场方法高估复合材料的弹塑性模量的问题,提出采用割线弹塑性模量替代切线弹塑性模量确定Eshelby张量的方法,结合Mori-Tanaka方法建立了颗粒增强弹塑性基体复合材料力学特性的一种评估方法,并与对代表性体积单元模型进行有限元分析的结果进行了比较。本文将有限元模拟结果作为验证由平均场方法得到的结果的基准。有限元模拟包括材料的简单拉伸、纯剪和拉压循环等载荷作用下复合材料响应特性。参照其他研究者的方法,假设材料在微观上是由圆柱体中嵌有球形夹杂的胞元周期性排布而形成宏观结构,采用不同有限元模型进行分析并对其结果进行比较。单轴拉伸有限元模型包括1/8正方体胞元施加拉伸位移载荷、二维轴对称胞元施加拉伸力/位移载荷、正方体胞元布周期性边界条件时施加拉伸力/位移载荷,结果显示,在弹性阶段三种模型应力应变响应曲线重合一致,但材料达到屈服进入塑性后出现差异,1/8胞元所得结果最低,二维轴对称胞元略低于正方体胞元布周期性边条的结果,但两者塑性趋势较为一致;继拉伸之后对材料进行纯扭转,为对比分析建立两种扭转有限元模型,包括正方体胞元布周期性边条施加剪切力/位移载荷和薄壁圆筒施加扭转角取扭矩再进行转换而得剪切应力-应变响应(为测试材料的受力状态,对两种模型赋纯基体材料属性和相应的边条、载荷,结果显示仅在剪切方向有应力应变值,这表明所建立的纯扭转有限元模型材料受力状态为纯剪切),薄壁圆筒所得结果略高于正方体胞元,但两种模型所得的结果中材料屈服点较基体仅略为提高,并测试了嵌夹杂为不同体积分数时的材料经受纯剪切的响应,结果表明夹杂体积分数的增加会提高材料的剪切模量,但对于材料屈服点和塑性承载力并没有明显增强效应。2、对理论上的研究讨论主要包括:详述及讨论Mori-Tanaka方法中根据增量形式的本构模型计算Eshelby张量时采用的各向同性切线弹塑性矩阵和各向异性刚度矩阵所得的结果,其中各向异性方法所得结果严重偏高而各向同性结果略微“偏软”,虽然各向同性所得结果较好,但缺乏理论解释和物理背景。3、本文对已有的Mori-Tanaka方法进行修正,结合全量形式的本构模型,采用割线模量计算Eshelby张量,这种修正的方法在避免进行各向同性处理的同时也能得到与之前对切线模量进行各向同性化相一致的结果,较有限元结果略低。这种修正的Mori-Tanaka方法也为后继研究提供了一种可行的思路,为了拓展全量本构关系的应用范围,本文进一步对材料进行拉压循环,采用修正的Mori-Tanaka方法计算循环加载时,将卸载点看做新的“原点”,拓展了割线方法的适用范围。文中亦对材料进行了拉扭比例为1:1时的比例加载,类似其他几种应力状态的结果,各向异性所得结果较有限元严重偏高而各向同性化和割线方法所得的结果较好且两者具有高度一致性。
其他文献
研究目的:通过在体和离体实验,探讨运动对心肌肥大过程中心肌细胞增殖的激活和cAMP反应元件结合蛋白绑定蛋白(cyclic-AMP-responsive element binding protein binding protei
肺癌是当今世界上对人类健康和威胁最大的恶性肿瘤之一,肺癌的早发现、早诊断、早治疗,对提高治愈率至关重要。血清中一些标志物的检测,对肺癌的诊断有重要的临床意义。
一、引言2007年以来美国次贷危机、全球性金融风暴乃至经济危机的蔓延,让人们深刻地认识到内部控制的重要性。而2008年发生的金融业最大的职务舞弊案例——法国兴业银行舞弊案
古典自然法学是影响西方法律思想数千年的经典法哲学理论,内涵深远。本文从其主要代表人物及其理论观点入手,力图描绘出古典自然法的历史发展的轨迹,并基于其基本的法的理念
本文运用上下解方法和迭合度理论,讨论了两类隐式微分方程周期边值问题的可解性和多解性.主要结果有:一、对于一阶隐式微?分方程周期边值问题分别建立了迭合度与常序上下解、
清末河南封建教育已经到了无药可救的地步,教育近代化改革已经成为历史发展的大趋势。清末新政开启了中国教育改革的序幕,河南教育随之进入了快速发展的阶段。1901年到1919年
我国外汇资金流动性受到国际宏观环境、国内货币政策、银行机构的经营导向以及银行自身融资能力等多重因素的影响,银行需要在关注外汇资金流动性影响因素基础上及时制定应对方案,增强对外汇资金流动变动性因素的适应能力。当前银行在管理流动性外汇资金的过程中存在资金分配不合理、对业务条线外汇资金使用监控力度差、外汇资金使用安全性不足等问题,因此需要开发外汇资金流动性管理系统。B/S架构、Hibernate框架、S
本文以日本可乐丽公州生产的水溶性维纶/羊绒混纺20/8026Nm针织纱为例,介绍了水溶性维纶、羊绒的性能特点、物理指标以及混纺纱生产的工艺流程。针对维纶易溶解的特点,维纶不加油
随着我国城市化进程的加快,城市汽车保有量逐年攀升,交通拥堵现象愈发严重。在交通基础设施有限的条件下,拥堵大大增加了道路负担,并引起了一系列社会问题。而排队长度,是交通拥堵最直观的体现。因此,实时且准确的测量排队长度,提供交通状态信息,及时进行交通疏导,是缓解拥堵,提升交通运行效率的重要手段。近些年来,自动驾驶技术蓬勃发展。自动驾驶汽车作为新型交通工具,具有环境感知、实时信息传输等能力。因此,探索其