界面層對電磁彈性復(fù)合材料性能的影響.pdf

1、界面層作為增強材料與基體的連接橋梁和外加載荷從基體向增強材料傳遞的紐帶，界面相屬性(如厚度、性質(zhì)、涂層順序)的變化嚴(yán)重影響復(fù)合材料的細(xì)觀局部場和宏觀有效性能，因此對界面層的研究有著極為重要的意義。本論文研究了帶界面層雙周期排列電-磁-彈性纖維復(fù)合材料在遠(yuǎn)場均勻反平面剪切應(yīng)力和遠(yuǎn)場均勻面內(nèi)電磁載荷作用下，材料的局部場和宏觀有效性能隨材料微結(jié)構(gòu)參數(shù)(尤其是界面微結(jié)構(gòu)參數(shù))的變化規(guī)律。
　　借鑒 Eshelby等效夾雜思想，通過引入一個

2、與基體性質(zhì)相同的均勻介質(zhì)，并在此均勻介質(zhì)與原問題(帶界面層雙周期排列電磁彈性纖維復(fù)合材料的反平面問題)纖維和界面層對應(yīng)區(qū)域內(nèi)引入雙周期分布的非均勻廣義本征應(yīng)變，構(gòu)造了一個與原問題力、電、磁等價的均勻介質(zhì)的雙周期廣義本征應(yīng)變問題，建立了非均勻電磁彈性復(fù)合材料和帶有廣義本征應(yīng)變的均勻電磁彈性復(fù)合材料之間的等價方程。利用各相接觸面上的廣義應(yīng)力連續(xù)條件和廣義位移協(xié)調(diào)條件，并結(jié)合羅朗級數(shù)展開和雙準(zhǔn)周期 Riemann邊值問題的數(shù)學(xué)成果，獲得了所求

3、問題的電-磁-彈性場的全場級數(shù)形式解答。該解答可用于對基本胞元內(nèi)電-磁-彈性場量進行精細(xì)分析，也可對電磁彈性復(fù)合材料有效電磁彈性模量作出準(zhǔn)確預(yù)測。
　　利用帶有符號運算功能的軟件Mathematica進行編程，對界面應(yīng)力、有效電磁彈性模量和纖維內(nèi)廣義應(yīng)力場進行了計算，與已有結(jié)果的對比表明了本文方法的正確性。數(shù)值分析表明，界面微結(jié)構(gòu)對電磁彈性復(fù)合材料的細(xì)觀場和宏觀有效性能有顯著影響。本論文結(jié)果對此類材料的宏觀性能與微結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)的