CAJ | 학술논문

颗粒增强方法是实现材料高性能化的重要手段.预测颗粒增强复合材料的细观结构与力学性能的关系是实现材料增强增韧的基础.为更好地分析、设计和优化复合材料,需要引入多尺度计算模型来考察细观结构对宏观力学性能的影响.基于均匀化理论,采用Voronoi有限元法对颗粒增强复合材料进行细观数值模拟,从而预测材料的宏观等效弹性常数,并直接得到材料的细观应力场.在细观尺度,首先假设满足平衡条件的应力场,采用Voronoi应力单元建立余能泛函并得到细观控制方程,最终形成可直接求解的线性代数方程组,从而求得应力系数并得到细观应力场.在宏观尺度,利用商业有限元软件ANSYS来进行宏观结构分析.通过均匀化方法求得弹性模量的宏观平均值,将其输入ANSYS系统即可进行计算,由此把宏细观两个尺度耦合起来,可以对颗粒增强复合材料构成的结构体进行有效的力学分析.
과립증강방법시실현재료고성능화적중요수단.예측과립증강복합재료적세관결구여역학성능적관계시실현재료증강증인적기출.위경호지분석、설계화우화복합재료,수요인입다척도계산모형래고찰세관결구대굉관역학성능적영향.기우균균화이론,채용Voronoi유한원법대과립증강복합재료진행세관수치모의,종이예측재료적굉관등효탄성상수,병직접득도재료적세관응력장.재세관척도,수선가설만족평형조건적응력장,채용Voronoi응력단원건립여능범함병득도세관공제방정,최종형성가직접구해적선성대수방정조,종이구득응력계수병득도세관응력장.재굉관척도,이용상업유한원연건ANSYS래진행굉관결구분석.통과균균화방법구득탄성모량적굉관평균치,장기수입ANSYS계통즉가진행계산,유차파굉세관량개척도우합기래,가이대과립증강복합재료구성적결구체진행유효적역학분석.