顆粒增強復合材料熱力耦合問題模型分析.pdf

1、顆粒增強復合材料在高溫下仍具有高的比強度和比模量而受到人們的高度重視.然而,在一般情形下,基體和顆粒材料的熱、力學性能有較大差異,一方面造成這種復合材料在受到溫度影響時,顆粒和基體將產(chǎn)生熱失配,另一方面在受到機械載荷時,將產(chǎn)生變形失配.而這種材料在實際使用中往往是熱和力同時作用,在一定條件下,這將給材料帶來難以預料的破壞.建立復合材料在這種工作環(huán)境中的合理模型對于復合材料力學來說具有重要意義.該文以顆粒增強復合材料熱力耦合問題為工程背景

2、,建立了在熱、力載荷共同作用下的隨機分布剛性橢圓夾雜模型和彈性圓形夾雜呈雙周期分布的理想界面模型,以及含界面層圓形彈性夾雜呈雙周期分布的理想界面模型.運用Muskheishvili的復變函數(shù)理論,采用級數(shù)展開技術(shù)和疊加原理,將問題轉(zhuǎn)化為求解線性方程組,獲得了問題的解析解答,并畫出了相關(guān)的曲線圖表.結(jié)果表明,為使界面應力最小,夾雜的含量并不是越多越好或是越少越好,而是根據(jù)兩相材料的剪切模量之比的不同,有一個合適的范圍;界面層的厚度也不是越

3、厚越好,或越薄越好,而是根據(jù)具體的基體、夾雜以及界面層的剪切模量的比值,有一個最佳尺度.全文共分為四章,第1章為緒論,綜述了復合材料的用途,分類,以及目前的研究現(xiàn)狀和在力學方面所提出的新要求,同時針對該文所研究的對象-顆粒增強復合材料的熱力耦合問題,對國內(nèi)外在這方面的研究進行了綜述和評論,最后提出該文所研究的內(nèi)容及其意義.第2章研究了隨機分布剛性橢圓夾雜模型,得出了夾雜界面應力的一般公式.第3章研究了呈雙周期分布圓形彈性夾雜的熱力耦合問