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细观力学方法及任务分析

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:复合材料细观力学的核心任务是建立复合材料宏观性能与其各组分材料性能之间的定量关系。20世纪70年代,随着计算机技术的发展,有限元数值方法与细观力学相结合产生了细观力学数值方法。细观力学数值方法借助能体现混凝土细观构造特性的细观有限元模型,既能追踪模拟材料损伤破坏的过程,又可以进行宏观力学参数的考察研究。

细观力学方法及任务分析

复合材料细观力学的核心任务是建立复合材料宏观性能与其各组分材料性能之间的定量关系。细观损伤力学是从材料的细观结构出发,研究不同的组分材料的损伤机制,探寻材料的破坏规律,揭示材料的宏观行为与其细观结构及其损伤演化的关系。根据各组分材料非均匀性预测或估算它们的等效宏观性能是细观力学最早期的研究内容。有很多研究复合材料等效宏观性能的方法,较为成熟的有:Eshelby等效夹杂理论(Eshelby,1957;1959),自洽理论(Hill,1965;Budiansky,1965),Mori-Tanaka方法(Mori,1973),微分介质理论(Roscoe,1952),以及利用变分原理求上下限方法(Hashin,1963)等。这些细观力学的解析方法,物理意义明确,较好地解决了等效模量效应问题,但很难解决复合材料各相损伤破坏的协同效应问题。20世纪70年代,随着计算机技术的发展,有限元数值方法与细观力学相结合产生了细观力学数值方法。细观力学数值方法借助能体现混凝土细观构造特性的细观有限元模型,既能追踪模拟材料损伤破坏的过程,又可以进行宏观力学参数的考察研究。有关求解复合材料等效宏观性能的问题可参考由杜善义,王彪编写的《复合材料细观力学》(1998)以及相关研究论文,下面主要讲述细观力学数值方法。(www.xing528.com)

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