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《南京航空航天大学》 2002年
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纤维增强金属基复合材料宏-细观统一本构模型及应用研究

雷友锋  
【摘要】: 为满足在工程应用中从宏观尺度与细观尺度上研究复合材料及结构力学行为的需要,开展了纤维增强金属基复合材料宏—细观统一本构模型及应用研究。 分析了复合材料宏、细观场量之间的联系,将宏观结构体中的一点赋予了细观结构特征。基于复合材料细观结构周期性假设,选取适当的代表性体积元,在保证宏、细观之间能量等效前提下,采取弱化的连续性与周期性边界条件,通过对细观力学方程的建立与求解,建立了一种纤维增强金属基复合材料宏—细观统一本构模型。该模型建立起宏、细观场量之间的联系,获得了宏观应力—应变关系。 用复合材料细观力学有限元法及纤维增强金属基复合材料性能试验,验证了宏—细观统一本构模型的有效性与适用性。开展了宏—细观统一本构模型的应用研究。基于宏—细观统一本构模型,计算了纤维增强金属基复合材料的宏观弹性性能、弹塑性应力—应变响应及多轴载荷作用下的初始屈服面,分析了纤维截面形状及排列方式等细观几何结构特征对宏观弹塑性性能的影响。提出了将宏—细观统一本构模型融入有限元程序中实现复合材料结构的宏—细观一体化分析方法,既能够考虑细观结构特征对宏观性能的影响,又能够在结构分析中获得宏观应力、应变场的同时,获得细观应力、应变场,为复合材料构件损伤、破坏分析提供定量分析的基础。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TB332

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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2 高希光,宋迎东,孙志刚;纤维尺寸随机引起的复合材料性能分散性研究[J];材料科学与工程学报;2005年03期
3 孙志刚,宋迎东,高德平;改进的二维高精度通用单胞模型[J];固体力学学报;2005年02期
4 宋迎东,孙志刚,雷友锋,高德平;细观几何结构对复合材料初始屈服面的影响[J];航空动力学报;2004年06期
5 宋迎东,孙志刚,高希光;纤维增强复合材料有效性能分散性[J];航空动力学报;2005年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 祝杰;碳纳米管增强镁基复合材料细观力学分析[D];兰州理工大学;2011年
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3 吴新燕;金龟子外甲壳微结构的强韧性分析[D];重庆大学;2006年
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【参考文献】
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10 范赋群,王震鸣,嵇醒,黄小清;关于复合材料力学几个基本问题的研究[J];力学与实践;1995年01期
【共引文献】
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3 刘相果,彭晓东,刘江,谢卫东;偶联剂对短玻纤增强PA66微观结构及性能影响研究[J];工程塑料应用;2003年07期
4 惠雪梅;宋义斌;王晓洁;尤丽虹;;碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂复合材料性能研究[J];工程塑料应用;2007年11期
5 冯权和;查五生;彭必友;;面向跌落仿真破坏的注射成型工艺优化[J];工程塑料应用;2010年05期
6 张志坚;章建忠;卢伟利;;短切原丝增强尼龙复合材料的性能研究[J];工程塑料应用;2011年06期
7 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
8 陈万祥,郭志昆,杨成忠;结构多维弹塑性地震反应的时程分析研究[J];四川建筑科学研究;2003年01期
9 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
10 段凯,杨新华,杨文兵;用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力[J];四川建筑科学研究;2005年03期
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1 林立志;李法新;;考虑弹塑性变形约束的裂纹尖端塑性区分析[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
3 孙雅茹;孙文儒;孙晓峰;于连旭;贾丹;张伟红;郭守仁;胡壮麒;;680℃长期时效对改型Thermo-Span合金组织与性能的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
4 白埃民;何崇智;;单晶和强织构材料宏应力的X光衍射分析方法[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
5 欧阳玉平;洪添胜;文韬;孙同彪;;基于ANSYS的太阳能自动跟踪机构仿真及实验分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 江小平;党秀英;谭一鸣;陈太林;;高性能纤维增强水泥基复合材料的制备、抗爆性能及发展趋势[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
7 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
8 龚友;王宪增;沈礼庆;;厢式半挂车有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
9 唐志平;胥建龙;;离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
10 姜龙涛;陈国钦;修子扬;张强;孙兴国;武高辉;;Mg含量对亚微米级Al_2O_(3P)/Al-Cu-Mg复合材料时效行为的影响[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
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1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨勇;压力敏感性材料裂纹尖端场的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
5 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
6 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
7 张洁;SiCp/Cu基复合材料的研制及性能研究[D];江苏大学;2010年
8 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
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10 曾芳;大型滑履磨机结构分析及焊接工艺研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周阵阵;基于细观力学方法的脆性基体短纤维复合材料性能预报[D];安徽工程大学;2010年
2 郭昭亮;含有预置缺陷的膨胀环动态断裂行为研究[D];中国工程物理研究院;2010年
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4 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
5 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
6 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
7 周宇龙;基于遗传算法的堤防材料动力特性反演分析[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 倪桂敏;国外火炮新型轻质材料技术的研究与发展[J];兵器材料科学与工程;1996年02期
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6 春胜利;黄榴红;李勇锋;;碳纤维及其在复合材料方面的应用[J];玻璃钢;2005年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王敏敏;吕维洁;覃继宁;张荻;计波;朱峰;;原位合成TiB和TiC增强钛基复合材料的超塑变形行为及机理研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任浩雷;含低速冲击损伤复合材料层合板在压缩载荷下破坏过程和剩余强度模拟[D];西北工业大学;2001年
2 张娟;短纤维增强金属基复合材料热残余应力及其对力学行为的影响[D];西南交通大学;2002年
3 马志军;钛基复合材料热残余应力的数值模拟[D];西北工业大学;2002年
4 曹海旺;基于虚拟仪器的动态参数测试处理系统[D];西北工业大学;2002年
5 廉英琦;弱界面粘结的纤维增强金属基复合材料细观力学分析[D];南京航空航天大学;2004年
6 高珊;纤维增强镁铝基复合材料制备和性能研究[D];太原理工大学;2004年
7 沈华;复合材料身管结构分析和优化[D];南京理工大学;2004年
8 赵冬柏;基于VXI总线的火炮测试系统研究[D];南京理工大学;2004年
9 陈玉新;小冲孔蠕变试验技术研究[D];南京工业大学;2004年
10 赵强;含孔复合材料层合板的静强度破坏分析研究[D];南京航空航天大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李海斌;阳建红;张晓军;张晖;李明;;复合材料宏细观结合的随机渐进失效分析[J];兵器材料科学与工程;2009年06期
2 姚战军;黄坚;杜月和;戴汇川;;复合材料细观损伤研究[J];兵器材料科学与工程;2010年01期
3 朱振涛;王佩艳;王富生;岳珠峰;;复合材料层合板拉压和面内剪切性能的分散性实验研究[J];材料工程;2010年06期
4 高希光,宋迎东,孙志刚;纤维尺寸随机引起的复合材料性能分散性研究[J];材料科学与工程学报;2005年03期
5 张华山;黄争鸣;;纤维增强复合材料弹塑性性能的细观研究[J];复合材料学报;2008年05期
6 孙志刚,宋迎东,高德平;改进的二维高精度通用单胞模型[J];固体力学学报;2005年02期
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9 马昌兵;强洪夫;武文明;周志清;;颗粒增强复合材料有效弹性模量预测的多步法[J];固体力学学报;2010年S1期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 张华山;黄争鸣;;纤维增强复合材料弹塑性细观分析[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
2 钟国辉;倪新华;赵磊;孙涛;李宝峰;;含脱粘界面陶瓷颗粒增强镍基复合材料的有效热膨胀系数及尺度效应[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 马昌兵;强洪夫;武文明;周志清;;颗粒增强复合材料有效弹性模量预测的迭代法[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
4 张春花;周宏伟;桂乐乐;李岳春;易海洋;;纤维增强复合材料的力学性能及破坏机理[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 孙杰;编织复合材料结构与材料一体化优化设计[D];南京航空航天大学;2010年
2 王文明;SiCp/6066Al铝基复合材料工艺优化及弹性模量的数值模拟[D];重庆大学;2006年
3 耿东兵;新型聚酰亚胺树脂基复合材料的制备及性能研究[D];武汉理工大学;2007年
4 孙占英;天然纤维复合材料性能改善及性能预测[D];华东理工大学;2010年
5 李维学;碳纳米管/镁基复合材料的制备与物性研究[D];兰州理工大学;2009年
6 阚晋;碳/碳复合材料微细观结构的表征及对有效性能的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 宋美慧;Cf/Mg复合材料组织和力学性能及热膨胀二维各向同性设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祝杰;碳纳米管增强镁基复合材料细观力学分析[D];兰州理工大学;2011年
2 朱凌宇;热固性树脂基纤维增强复合材料固化变形研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 陶宪斌;功能梯度材料弹塑性损伤耦合分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 王颖;2004江淮一次梅雨暴雨中水汽螺旋度的数值研究和诊断分析[D];南京信息工程大学;2006年
5 侯善芹;复合材料宏观性能的统计特征分析[D];大连理工大学;2006年
6 王明旭;钢纤维聚合物混凝土机床基础件动态及热态性能研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
7 董燕妮;短纤维增强注塑制品力学性能预测[D];郑州大学;2007年
8 冯伟干;随机非均匀弹性材料有效力学性质的数值分析[D];华中科技大学;2006年
9 刘连涛;钢—铝复合界面组织结构研究[D];昆明理工大学;2008年
10 陈乐心;汽车零部件可靠性评估的小样本方法[D];南京航空航天大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 伍章健,罗祖道;圆柱正交异性体三维弹性问题的一个解法[J];固体力学学报;1993年01期
2 张元亿;黄小清;范赋群;;复合材料叠层板耦合前屈曲二级线性理论[J];华南理工大学学报(自然科学版);1991年02期
3 曹志远,刘永仁,周汉斌;超级有限元法及其在结构工程中的应用[J];计算结构力学及其应用;1994年04期
4 刘熠,黄筑平,王仁;关于非线性基体中Eshelby等效夹杂方法适用性的讨论[J];力学学报;1997年04期
5 范赋群;黄小清;张元亿;曾庆敦;;复合材料叠层板前屈曲二级线性理论及混合与协同效应[J];上海交通大学学报;1990年Z1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柴东朗,李晓军,曹利强,郗雨林;增强相形态对复合材料微区力学状态影响的有限元分析[J];应用力学学报;2004年03期
2 田峰;胡更开;;金属基复合材料疲劳寿命细观预测[J];复合材料学报;1997年01期
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7 郭洪光;光电器件用金属基复合材料研究进展[J];兵器材料科学与工程;1996年04期
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2 牛莉莎;郑岩;胡齐阳;施惠基;;金属基复合材料热机械疲劳加载的三层力学模型[A];全国第八届热疲劳学术会议论文集[C];2004年
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6 牛莉莎;郑岩;胡齐阳;施惠基;;金属基复合材料热机械疲劳加载模型的数值解法和应用[A];全国第八届热疲劳学术会议论文集[C];2004年
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3 郑志刚;SiC_p/AZ61复合材料触变成形研究[D];南昌大学;2009年
4 孔德月;辐照损伤扩散合金化制备互不固溶体系Mo/Ag层状金属基复合材料的研究[D];天津大学;2012年
5 吕董;复杂金属合金(CMA)强化的金属基复合材料(MMC)的摩擦和腐蚀行为[D];中南大学;2010年
6 张万平;在热/机械循环载荷作用下金属基复合材料的应力场分析[D];重庆大学;2004年
7 张瀛;维度比与尺度效应对颗粒增强复合材料的塑性流动的影响[D];浙江大学;2010年
8 崔俊奎;离心凝固SiC_p/Al基复合材料颗粒分布模型与数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
9 姜云鹏;短纤维金属基复合材料与温度有关的宏细观力学行为数值研究[D];西北工业大学;2003年
10 张雷;玻璃/铝基废弃物复合材料的制备及产品开发[D];昆明理工大学;2005年
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