机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2012年
16期
46-51
,共6页
付云伟%刘协权%倪新华%李宝峰
付雲偉%劉協權%倪新華%李寶峰
부운위%류협권%예신화%리보봉
固有缺陷%等效刚度%相互作用直推估计%横观各向同性
固有缺陷%等效剛度%相互作用直推估計%橫觀各嚮同性
고유결함%등효강도%상호작용직추고계%횡관각향동성
根据缺陷在复合陶瓷中分布特点,将缺陷简化为刚度为0的椭球夹杂,嵌入到横观各向同性基体中,建立含缺陷复合材料的细观结构模型.应用相互作用直推估计法推导含缺陷胞元的有效刚度,结合刚度体平均化方法,假设胞元空间随机分布,得到复合材料的等效刚度表达式,分析横观各向同性基体中缺陷体积分数、取向和形状对材料等效刚度的影响,并进一步讨论缺陷周围基体各向异性的影响.结果表明,缺陷存在导致材料弹性性能明显降低,在缺陷体积分数较小时,弹性常数对缺陷体积分数更加敏感;缺陷形状对弹性常数有较大影响,当缺陷接近于薄片状时,缺陷厚度对弹性常数影响明显,而缺陷平面形状对弹性常数基本没有影响;当片状缺陷垂直于基体中弹性模量较大的轴时,缺陷对材料有效性能的降低作用更显著,考虑缺陷周围基体各向异性是很有必要的.
根據缺陷在複閤陶瓷中分佈特點,將缺陷簡化為剛度為0的橢毬夾雜,嵌入到橫觀各嚮同性基體中,建立含缺陷複閤材料的細觀結構模型.應用相互作用直推估計法推導含缺陷胞元的有效剛度,結閤剛度體平均化方法,假設胞元空間隨機分佈,得到複閤材料的等效剛度錶達式,分析橫觀各嚮同性基體中缺陷體積分數、取嚮和形狀對材料等效剛度的影響,併進一步討論缺陷週圍基體各嚮異性的影響.結果錶明,缺陷存在導緻材料彈性性能明顯降低,在缺陷體積分數較小時,彈性常數對缺陷體積分數更加敏感;缺陷形狀對彈性常數有較大影響,噹缺陷接近于薄片狀時,缺陷厚度對彈性常數影響明顯,而缺陷平麵形狀對彈性常數基本沒有影響;噹片狀缺陷垂直于基體中彈性模量較大的軸時,缺陷對材料有效性能的降低作用更顯著,攷慮缺陷週圍基體各嚮異性是很有必要的.
근거결함재복합도자중분포특점,장결함간화위강도위0적타구협잡,감입도횡관각향동성기체중,건립함결함복합재료적세관결구모형.응용상호작용직추고계법추도함결함포원적유효강도,결합강도체평균화방법,가설포원공간수궤분포,득도복합재료적등효강도표체식,분석횡관각향동성기체중결함체적분수、취향화형상대재료등효강도적영향,병진일보토론결함주위기체각향이성적영향.결과표명,결함존재도치재료탄성성능명현강저,재결함체적분수교소시,탄성상수대결함체적분수경가민감;결함형상대탄성상수유교대영향,당결함접근우박편상시,결함후도대탄성상수영향명현,이결함평면형상대탄성상수기본몰유영향;당편상결함수직우기체중탄성모량교대적축시,결함대재료유효성능적강저작용경현저,고필결함주위기체각향이성시흔유필요적.
