考慮熱應力的復合材料界面性能研究.pdf

1、影響復合材料性能的因素有很多,其中復合材料的界面狀況和熱殘余應力在復合材料中的分布狀況是兩個主要因素。在復合材料的界面上由于增強相和基體相的力學性能不同,而產生的應力集中現(xiàn)象是導致材料破壞的主要原因之一。增強相和基體的熱膨脹系數(shù)不同,在制備過程中產生的熱殘余應力對界面性能的影響很大,殘余應力的存在還可能加強材料的破壞。在非理想界面條件下的中性夾雜不會對周圍的彈性基體的應力場產生干擾,能夠消除應力集中現(xiàn)象。因此,在考慮熱殘余應力的作用下,

2、研究滿足中性增強相條件的界面參數(shù),并對其進行設計,對提高復合材料的性能有重要意義。
　　本文采用零厚度非理想界面模型,得出復合材料中的熱應力及其對應的位移在材料中的分布。根據(jù)非理想界面條件,得出平面變形下,當增強相截面為圓形和橢圓形兩種情況下,各向同性和橫觀各向同性復合材料中性界面存在的條件,在此基礎上,建立結構界面模型,獲得了滿足中性條件的結構界面的參數(shù),并討論了影響結構界面參數(shù)的主要因素。
　　經研究可知,對于增強相截面

3、為圓形和橢圓形兩種情況,中性界面參數(shù)在整個界面上的分布是位置的函數(shù);界面參數(shù)與材料的彈性性能、給定的外部應力場和初始熱應力相關。各向同性材料和橫觀各向同性材料中性界面參數(shù)具有相同的表達形式。對于結構界面的研究發(fā)現(xiàn),結構界面參數(shù)與桁架的桿的個數(shù),界面厚度和增強相和基體的彈性常數(shù)比值有關。在平面變形下,給出各向同性和橫觀各向同性復合材料,圓形和橢圓形截面增強相的結構界面參數(shù),并得到桿的數(shù)量、界面厚度和組分材料彈性常數(shù)比值對界面參數(shù)的影響規(guī)律