含纳米孔洞或夹杂的非均匀材料弹塑性力学性能

发布时间：2024-03-03 19:57

　　含纳米孔洞或夹杂的非均匀材料的力学性能正引起国内外学者的广泛关注。纳米尺度下的界面弹性以及界面滑动等弱界面效应对复合材料宏观力学性能具有重要的影响。本论文采用细观力学方法重点研究纳米多孔铝和石墨烯片/氧化石墨烯片增强陶瓷这两类典型的纳米非均匀材料的宏观弹塑性力学性能,分析了界面弹性、夹杂尺寸以及不完美界面对材料均匀化的弹塑性力学性能的影响。具体完成的工作如下:(1)本文给出了预测含旋转椭球夹杂复合材料有效弹性性能的细观力学模型和基于场扰动和应力二阶矩的评估塑性力学性能的细观力学模型。以闭孔多孔铝为例,通过与有限元模拟对比研究,验证了细观力学模型预测材料宏观弹塑性力学行为的准确性和可靠性。(2)针对含一般旋转椭球孔洞的纳米多孔材料,考虑椭球纳米孔洞的随机分布和孔洞表/界面弹性,采用Mori-Tanaka细观模型给出了含表/界面弹性、孔洞形状和尺寸的有效弹性参数的显式表达式,重点分析了纳米孔洞形状和尺寸对材料有效弹性参数的影响。另外,采用基于场扰动和应力二阶矩的细观力学模型研究了界面弹性、椭球孔洞尺寸、形状对材料单轴弹塑性拉伸-压缩和屈服面等力学行为的影响。(3)针对石墨烯片/氧化石墨烯片...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1纳米多孔材料的微结构示意图

宏微观层次研究了颗粒增强复合材料的弹塑性行性复合材料增量割线平均场均匀化方法，利用了性能预测，并与单胞模拟和实验结果进行了0]采用割线模量方法，并结合Mori-Tanaka方法建估方法，并与单胞模型有限元结果进行了对比。研究了颗粒增强金属基复合材料的宏观热弹塑了比较，预测了塑....

图2-1单轴拉伸情况下的vonMises应力分布云图

河北大学硕士学位论文对微观结构的代表性体积元素（RVE）进行网格划分，施加宏微观层次的应力和应变。下面采用幂次强化弹塑性模型对元模拟。本文基于有限元分析软件ABAQUS，建立多孔铝中球形孔洞位于RVE的中心，给定铝基体的材料模型参数可得到多孔铝宏细观变形情况。图2-1,....

图2-2单轴压缩情况下的vonMises应力分布云图

可得到多孔铝宏细观变形情况。图2-1,2-2分别给出了1/85%）在一定单轴应力下的拉伸和压缩情形下的vonMises应图2-1单轴拉伸情况下的vonMises应力分布云图

图3-1三维弹性界面相与二维弹性界面（h0）的等效关系

定义为：div:sssL。式中，表示一般的三维梯度与界面相切平面的单位张量。式（3.4）也解释了液-气表面g表示液-气界面张力，界面的应力张量为slgL，引察到div:sLLbn，标准的Young-Laplace方程很容易等式（3.4）可....

本文编号：3918308