纖維增強金屬基復(fù)合材料宏-細觀統(tǒng)一本構(gòu)模型及應(yīng)用研究.pdf

1、為滿足在工程應(yīng)用中從宏觀尺度與細觀尺度上研究復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的需要,開展了纖維增強金屬基復(fù)合材料宏—細觀統(tǒng)一本構(gòu)模型及應(yīng)用研究.分析了復(fù)合材料宏、細觀場量之間的聯(lián)系,將宏觀結(jié)構(gòu)體中的一點賦予了細觀結(jié)構(gòu)特征.基于復(fù)合材料細觀結(jié)構(gòu)周期性假設(shè),選取適當?shù)拇硇泽w積元,在保證宏、細觀之間能量等效前提下,采取弱化的連續(xù)性與周期性邊界條件,通過對細觀力學(xué)方程的建立與求解,建立了一種纖維增強金屬基復(fù)合材料宏—細觀統(tǒng)一本構(gòu)模型.該模型建立起宏、細

2、觀場量之間的聯(lián)系,獲得了宏觀應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系.用復(fù)合材料細觀力學(xué)有限元法及纖維增強金屬基復(fù)合材料性能試驗,驗證了宏—細觀統(tǒng)一本構(gòu)模型的有效性與適用性.開展了宏—細觀統(tǒng)一本構(gòu)模型的應(yīng)用研究.基于宏—細觀統(tǒng)一本構(gòu)模型,計算了纖維增強金屬基復(fù)合材料的宏觀彈性性能.彈塑性應(yīng)力—應(yīng)變響應(yīng)及多軸載荷作用下的初始屈服面,分析了纖維截面形狀及排列方式等細觀幾何結(jié)構(gòu)特征對宏觀彈塑性性能的影響.提出了將宏—細觀統(tǒng)一本構(gòu)模型融入有限元程序中實現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的宏