復(fù)合材料性能設(shè)計的細觀力學原理與計算機輔助系統(tǒng).pdf

1、根據(jù)對材料宏觀性能的要求設(shè)計細觀結(jié)構(gòu)是二十一世紀材料科學發(fā)展的方向之一.建立復(fù)合材料宏觀性能與細觀結(jié)構(gòu)的聯(lián)系是對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化和強度設(shè)計的關(guān)鍵.借助計算機技術(shù),設(shè)計采用人工智能系統(tǒng)式的復(fù)合材料設(shè)計軟件,可以完成某些所需的優(yōu)化設(shè)計和數(shù)值模擬工作.目前的復(fù)合材料輔助設(shè)計主要側(cè)重于復(fù)合材料構(gòu)件和產(chǎn)品的分析.該文完成的Project軟件系統(tǒng)側(cè)重于材料的細觀力學性能,是一個復(fù)合材料細觀結(jié)構(gòu)設(shè)計和復(fù)合材料有效性能計算的計算機輔助系統(tǒng).該文采用Ac

2、cess軟件建立纖維復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫.它不僅能系統(tǒng)地、條理地和科學地收集、整理、存儲材料的信息,而且能為使用者提供一個科學的決策和咨詢系統(tǒng).該文介紹了復(fù)合材料有效性能計算的六種模型:自洽模型、廣義自洽模型、Mori-Tanaka模型、微分介質(zhì)模型、變分法模型和Dzenis模型,對每一種模型都介紹了產(chǎn)生、發(fā)展的歷史和目前的研究狀況,給出了計算公式及適用條件,并加以分析、比較.用VC++建立基于這六種模型的復(fù)合材料計算軟件,完成有效性能的計算

3、和繪制纖維體分比與宏觀性能的關(guān)系曲線.可以根據(jù)纖維的形狀來選擇合適的模型來計算纖維復(fù)合材料,而包含固體顆粒、孔洞和微裂紋的顆粒復(fù)合材料是纖維復(fù)合材料的特例.通過以上六種計算模型,可以計算纖維復(fù)合材料的有效彈性體積模量、剪切模量、楊氏模量和泊松比等有效性能.軟件還可以加以擴展,添加剛度預(yù)測的其它細觀力學模型,補充細觀應(yīng)力場分析功能.該文舉例演示了顆粒復(fù)合材料、長纖維復(fù)合材料和含空穴復(fù)合材料的計算和圖形的繪制,著重分析了各種模型的適用條件,