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《清华大学》 2000年
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多相材料有效性质的理论研究

杜丹旭  
【摘要】:多相介质有极为广泛的应用,但是关于它的有效性质的已有各种方法都存 在不同程度的问题,有的甚至在概念上含糊不清。本文着重对多相材料的有效 性质做了理论研究。并与文献中和郑泉水老师的研究小组所做的大量数值结果 做了对比。具体完成的工作可划分为两个方面: 1.提出和发展了如下新方法: IDD法和等效自洽法:提出并发展了具有简单表示、计及夹杂形状和空间 分布、适合于多相和各向异性材料的具有体积分数二阶精度的新的细观力 学方法-相互作用直推法(IDD)。大量数值模拟和试验结果表明,IDD确 实具有很好的精度,可望用之替换普遍采用的Mori-Tanaka方法。同时IDD 可以普遍适用于各种有效线性物理特征的估计。本文具体针对弹性、电导 和热弹性给出了IDD估计。 等效加载法:提出了等效加载法,结合IDD估计给出的等效载荷,使得可 以用简单的半解析的方法,达到分析缺陷间的空间分布相互作用并获得较 精确的局部场的目的。该方法是宏细观关联的范例,做为一个应用,该方 法简便地给出了等效强度。 复合相互作用模型:针对具有多重拓扑结构的细观准周期复合材料,在 IDD估计的基础上,提出了复合相互作用的概念,并具体应用于分析核工 业材料Zr-2.5Nb。复合相互作用概念对于分析一大类高等材料提供了新的 处理思路。克服了传统细观力学方法只能处理简单空间分布的局限。 2.指出并修正了现有方法中普遍忽视的几个关键缺陷问题: 证明了Eshelby张量的若干性质,在此基础上分析了以伪面力法为代表的 一类叠加法应用于分析有限大和无限大复合材料时所存在的问题,并分别 提出了简单修正方法; 证明了广义自洽法与无关性定理的一致性。提出了利用无关性的内禀概 念,不仅可以保证数值模拟结果的无关性,还可以用来化简形式; 讨论了Cauchy-Voigt争论在平面问题中的结论,证明了对于特定的平面压 电问题,对应的Cauchy-Voigt争论中Cauchy的观点是正确的,由此也发现 了CLM不变性平移的内在本质。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TB34

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 马寒松,胡更开;基于共焦点椭球构型的复合材料有效性质预测[J];复合材料学报;2003年06期
2 张亮;姚谦峰;焦铁涛;;密肋复合墙体有效面内剪切模量的计算[J];工业建筑;2008年01期
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4 夏强平;韦丹;徐志平;郑泉水;;金属颗粒磁带宏观性质的细观力学估计[J];力学学报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨宾华;含压电纤维复合材料的电—弹场及其有效性能预测[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 杨志坚;自密实混凝土弹性模量影响因素的研究[D];湖南大学;2011年
2 张亮;基于基体—夹杂型复合材料的密肋复合墙体等效弹性抗侧刚度的研究[D];北京交通大学;2007年
3 陈健;复合材料弹性力学特性数值预测研究[D];电子科技大学;2008年
4 张金术;基于时域法的密肋壁板结构模态识别[D];北京交通大学;2008年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱福巍;节理岩体细观损伤模型的理论研究与数值方法[D];北京交通大学;2011年
2 李根;基于模拟的水岩耦合变形破坏过程及机理研究[D];大连理工大学;2011年
3 姚国文;冲击压缩下氧化铝陶瓷中的破坏波研究[D];重庆大学;2003年
4 何思明;预应力锚索作用机理研究[D];西南交通大学;2004年
5 王海涛;快速多极边界元法研究及其在复合材料模拟中的应用[D];清华大学;2005年
6 孔凡忠;边界元相似子域法及其在颗粒复合材料模拟中的应用[D];清华大学;2001年
7 江冰;铁电复合材料的本构关系[D];清华大学;1998年
8 张俊彦;多孔材料的力学性能及破坏机理[D];湘潭大学;2003年
9 范庆忠;岩石蠕变及其扰动效应试验研究[D];山东科技大学;2006年
10 王辉;基于参数变分原理的非均质Cosserat体弹塑性有限元分析[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金平;复合材料的湿热力耦合响应及损伤研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 刘旭;半刚性路面疲劳损伤的机理分析与理论探究[D];河北工业大学;2011年
3 侯佳琳;介质破坏的梯度损伤理论及其数值模拟研究[D];长沙理工大学;2012年
4 杨班权;颗粒增强复合材料界面强度的分布刚性夹杂模型[D];湖南大学;2001年
5 刘达列;疲劳破坏的连续性损伤力学模型的研究[D];浙江大学;2002年
6 窦金锋;W-Mo-Ti体系波阻抗梯度飞片的设计及相关物性研究[D];武汉理工大学;2002年
7 潘鹏志;节理岩体等效性能的损伤模型及其数值模拟[D];武汉理工大学;2003年
8 张梅;颗粒复合材料等效热导率的权残自洽方法研究[D];武汉理工大学;2004年
9 黄梦宏;岩石损伤演化模型和损伤临界值理论与实验研究[D];中南大学;2003年
10 周雁群;钢筋混凝土拱结构的损伤分析与非线性行为研究[D];长沙理工大学;2006年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张明习,董存峰,梁主宇;复合泡沫塑料的性能改进研究[J];工程塑料应用;1994年06期
2 刘金喜;王彪;杜善义;;ELECTRO-ELASTIC FUNDAMENTAL SOLUTIONS OF ANISOTROPIC PIEZOELECTRIC MATERIALS WITH AN ELLIPTICAL HOLE[J];Acta Mechanica Sinica;1997年01期
3 杜丹旭;郑泉水;高蕴昕;;CONSISTENCY BETWEEN INDEPENDENCE THEOREMS AND GENERALIZED SELF-CONSISTENT METHOD[J];Acta Mechanica Sinica;1997年04期
4 戴兰宏;黄筑平;王仁;;AN EXPLICIT EXPRESSION OF THE EFFECTIVE MODULI FOR COMPOSITE MATERIALS FILLED WITH COATED INCLUSIONS[J];Acta Mechanica Sinica;1998年01期
5 严寒冰;用微分法及Mori-Tanaka法求解复合泡沫塑料的有效模量[J];北京航空航天大学学报;2000年06期
6 卢子兴,高镇同;应用微分方法确定复合泡沫塑料的杨氏模量[J];北京航空航天大学学报;1996年06期
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8 孙春宝;邢奕;王啟锋;;空心玻璃微珠填充聚合物合成深海高强浮力材料[J];北京科技大学学报;2006年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 黄炜;密肋复合墙体抗震性能及设计理论研究[D];西安建筑科技大学;2004年
2 杨再富;粗集料对混凝土强度影响的试验研究与数值模拟[D];重庆大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周静南;廖绍凯;;纳米橡胶增韧环氧树脂性能研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期
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8 王建祥,陈建康,白树林;基于损伤演化的共混/填充高聚物体系本构关系研究进展[J];复合材料学报;2002年06期
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10 荀飞,胡更开,黄筑平;连续变化界面层对复合材料弹性性能影响[J];复合材料学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 黄汝超;陈永强;黄筑平;;考虑非完好界面影响的球形颗粒填充热弹性复合材料的有效比热[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
2 那仁满都拉;额尔敦仓;韩元春;;微结构固体中孤立波形成过程的数值模拟[A];力学与工程应用[C];2012年
3 丁勇杰;周超;;分子模拟技术在复合材料研究中的应用[A];第十九届玻璃钢/复合材料学术交流会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何长军;HGMs/EP复合泡沫塑料材料设计与性能研究[D];燕山大学;2011年
2 杨增杰;分离式拟质点方法的研究及纳米压痕多尺度模拟[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 苏文政;基于偶应力理论的多孔固体材料与结构的分析与设计[D];大连理工大学;2009年
4 姚国文;冲击压缩下氧化铝陶瓷中的破坏波研究[D];重庆大学;2003年
5 徐道明;理想材料零件的模型构建及RP中的支撑生成与分层处理技术[D];大连理工大学;2005年
6 李卫国;基于相变微结构的形状记忆合金本构描述[D];重庆大学;2005年
7 夏晓舟;混凝土细观数值仿真及宏细观力学研究[D];河海大学;2007年
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9 王辉;基于参数变分原理的非均质Cosserat体弹塑性有限元分析[D];大连理工大学;2007年
10 皮文丽;NiTi形状记忆合金的伪弹性特性及其微结构机理的研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈立杰;基于复合材料力学理论的冻土本构模型探索[D];西北农林科技大学;2010年
2 彭星;框架—密肋复合墙结构协同工作机理研究[D];北京交通大学;2011年
3 魏家飞;无穷级自相似结构等效弹性模量预测[D];大连理工大学;2011年
4 常崇义;复合材料粘弹性性能预测的多尺度算法与数值模拟[D];大连理工大学;2003年
5 成丽娟;复合材料性能参数的计算机预测[D];兰州理工大学;2004年
6 马宁;复合材料湿热粘弹性理论及纳米尺度物质在固体表面运动模拟[D];大连理工大学;2005年
7 张二亮;复合材料层合结构减重优化与瞬态传热分析方法[D];西北工业大学;2006年
8 谢莹莹;掺超细颗粒混凝土细观力学本构模型研究[D];南昌大学;2006年
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10 史姣;具有周期性单胞的二维非均质材料/结构的拟膜分析法[D];西北农林科技大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭景坤;二十一世纪材料研究的新趋向──多相材料[J];硅酸盐通报;2000年01期
2 郭景坤;二十一世纪材料研究的新趋向——多相材料[J];中国科学基金;2001年05期
3 郭景坤;多相材料——值得注意的材料研究的新趋向[J];世界科技研究与发展;2000年01期
4 郭景坤;关于多相材料的研究[J];材料导报;2000年07期
5 郭景坤;从复合材料到多相材料[J];材料研究学报;2000年02期
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8 樊玉国,赵永年,张铁臣,张志林,张兆晋,徐义秋,董维义,毛泽新,王立中,邹广田,张致贵;高T_c材料中的非超导相Y-Ba-Cu-Pt-O单晶[J];吉林大学自然科学学报;1988年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 郭景坤;;多相材料——21世纪的新材料[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
2 张卫红;高彤;;考虑质量约束的多相材料结构布局设计拓扑优化方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 孙士平;张卫红;;多相材料拓扑优化的周长控制方法研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
4 彭图让;;威布尔分布及其在评价混凝土强度中的应用[A];混凝土结构基本理论及应用第二届学术讨论会论文集(第三卷)[C];1990年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杜丹旭;多相材料有效性质的理论研究[D];清华大学;2000年
2 张盛;周期性多相材料热动力时空多尺度分析[D];大连理工大学;2007年
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>张盛 >杜丹旭
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