收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

两种复合材料微观力学模型的热残余应力和热膨胀系数分析

霍亚平  
【摘要】:复合材料的热力学性能一直是人们研究的方向,其中热残余应力和热膨胀系数研究的最多。本文通过建立不同的细观模型,分别研究了纤维增强复合材料的热残余应力和三相颗粒增强复合材料的热膨胀系数,并就其影响因素进行了详细的分析。本文针对求解纤维增强复合材料的热残余应力,建立了经典的双圆柱细观力学模型。复合材料在温度变化的环境下,基体和纤维会随着温度的变化膨胀伸长,产生相应的热应力,基体和纤维的热膨胀系数的不同使得它们在膨胀过程中会产生一个位移差,但是在实际过程中并没有产生这样的一个位移差。这是因为基体与纤维之间在变化的过程中由于粘结作用而产生的一个相互作用力,这个作用力的存在使得基体与纤维能够在膨胀过程中保持着粘合状态。基于胡克定律,得到应力应变的基本方程。对于弹性基体,基体内的剪应力的大小与纤维的距离成反比,得到内部轴向剪应力方程。考虑基体与纤维的未脱粘的情况,得到纤维与纤维的外围基体的接触面的变形协调条件。由于残余应力是一种内应力的平衡,可得到平衡公式,最终求得热残余应力表达式。本文提出了一种预测复合材料热膨胀系数的等效细观力学方法,并且建立了三相颗粒增强复合材料的模型。相比于其他的分析模型,本文分析了脱粘界面厚度对于材料的热膨胀系数的影响,并且分析了夹杂颗粒的长径比、体积分数对于热膨胀系数的影响,并且得出了一些结论。本文基于Eshelby等效夹杂理论,运用Mori-Tanaka方法进行热膨胀系数的公式推导。研究结果发现,复合材料的热膨胀系数对脱粘界面厚度、夹杂颗粒长径比、体积分数十分敏感,变化显著。通过数值计算得出的结果与参考文献进行对比,发现热膨胀系数变化趋势与参考文献结果较为符合并且本文的结果在某些方面更具有一定的优越性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 黄玉东,孔宪仁,张志谦,魏月贞;界面层对纤维与基体间载荷传递能力的影响[J];复合材料学报;1996年03期
2 杨威;罗瑞盈;侯振华;张铀;商海东;郝名扬;;炭基体种类对炭/炭复合材料内耗行为的影响(英文)[J];新型炭材料;2016年02期
3 应伟斌;袁新华;程晓农;陆晓中;;两种不同基体木塑复合材料的制备及性能研究[J];塑料;2006年04期
4 纪洁;卢晓华;;标准物质基体差异性对检测结果产生影响的探讨[J];中国计量;2010年05期
5 纪洁;卢晓华;;标准物质基体对马拉硫磷气相色谱响应的影响[J];化学分析计量;2009年02期
6 李云巧;;无机成分基体标准物质常用定值技术及其应用[J];中国计量;2009年11期
7 崔彩娥,缪强,潘俊德;薄膜与基体间的附着力测试[J];电子工艺技术;2005年05期
8 郑企克;基体隔离-傅里叶变换红外光谱[J];物理;1985年02期
9 弭群;曹丽云;黄剑锋;王妮娜;;碳/碳复合材料基体抗氧化改性研究进展[J];兵器材料科学与工程;2010年02期
10 张玉忠;;圆锯片基体失稳的应力分析[J];金刚石与磨料磨具工程;2012年03期
11 石之瑜;徐耿胤;;亚洲国家视野下的中国历史基体——兼论从日本、韩国和越南发展研究视角的可能性[J];世界经济与政治;2011年05期
12 张东山;;标准加入测定中基体影响的校正[J];分析化学;1986年08期
13 娄菊红;杨延清;;基体性能对复合材料热残余应力的影响[J];材料研究学报;2016年07期
14 谢友宝;张睿;徐丽笑;吕永海;;砂轮基体生产的辅助设备研究[J];机床与液压;2012年11期
15 胡初潜;Al_2O_3对钼基体的影响[J];稀有金属;1993年04期
16 熊大伟;;用于光谱分析的铑基体之制备[J];贵金属;1988年03期
17 孙汉文;石墨炉原子吸收基体改进效应机理的探讨[J];河北大学学报(自然科学版);1983年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 李京龙;李长久;;等离子喷涂粒子与基体的结合[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
2 李文亚;李朝雄;李长久;;冷喷涂过程中粒子碰撞基体行为的研究[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年
3 姚展;黄争鸣;;界面对基体应力集中系数的影响[A];第17届全国复合材料学术会议(纳米复合材料与界面分论坛)论文集[C];2012年
4 黄岩;黑祖昆;;注入离子引发基体长程效应的研究[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
5 张东波;魏悦广;;薄膜/基体的热失配致界面层裂研究[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
6 胡更开;;微极界面层对复合材料面内模量的影响[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
7 黄争鸣;;根据原始纤维和基体性能预报复合材料破坏与强度[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
8 孙曼灵;;环氧复合材料的界面层及其功能[A];第十四次全国环氧树脂应用技术学术交流会暨学会长三角地区分会第一届学术交流会论文集[C];2010年
9 孟莹;王虹;钱跃庆;贾昕磊;;CVD工艺制备PyC界面层作用效果及机理分析[A];中国核科学技术进展报告(第六卷)——中国核学会2019年学术年会论文集第5册(核材料分卷、锕系物理与化学分卷、同位素分卷、核化学与放射化学分卷)[C];2019年
10 康泰峰;贾昕磊;刘建成;卢永恒;单宏伟;董秋实;;不同PyC界面层SiC_f/SiC复合材料的微观结构与力学性能[A];中国核科学技术进展报告(第六卷)——中国核学会2019年学术年会论文集第5册(核材料分卷、锕系物理与化学分卷、同位素分卷、核化学与放射化学分卷)[C];2019年
11 黄争鸣;刘凌;;基于纤维和基体原始性能计算复合材料强度的桥联理论[A];第17届全国复合材料学术会议(复合材料力学分论坛)论文集[C];2012年
12 骆群;武娜;王宜玲;马昌期;;基于金属氧化物-聚合物复合物的可印刷界面层制备与在有机光伏中的应用研究[A];第二届新型太阳能电池学术研讨会论文集[C];2015年
13 廉国选;李明轩;;粘滞固体滑移界面层的超声测量[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
14 袁镇海;;离子镀装饰膜—基体系统的腐蚀行为和对策[A];薄膜技术高峰论坛暨广东省真空学会学术年会论文集[C];2009年
15 岳彦美;徐凯宇;;界面层对多铁性圆柱涂层纤维复合材料磁电效应的影响[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
16 吴文平;郭雅芳;;镍基单晶高温合金γ'筏化机制有限元分析[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
17 高晓霞;汪越胜;;剪切冲击载荷作用下功能梯度材料界面层动态裂纹问题的新分层模型[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
18 吴晶晶;吴伟兵;;基于表面增强拉曼散射的纳米纤维素复合传感器[A];中国化学会第一届全国纤维素学术研讨会论文集[C];2019年
19 刘晓珍;付道贵;邹从沛;邓长生;;SiC基惰性基体复合材料相容性研究[A];第十六届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2010年
20 陈永雄;梁秀兵;刘燕;白金元;徐滨士;;电弧喷涂粒子碰撞基体沉积过程的数值模拟[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集(二)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前12条
1 陈友春;表面活性剂包覆多金属氧簇复合物为阴极界面层在聚合物太阳能电池的应用[D];吉林大学;2018年
2 金美玲;铸造法制备铝基大长径比阵列细孔材料的成孔特性研究[D];沈阳工业大学;2019年
3 王锡朋;非晶液固转变及非晶固体特性与振动模式的关系[D];中国科学技术大学;2015年
4 杨方;复杂食品基体中痕量残留分离分析技术研究[D];福州大学;2011年
5 郭涛;脆性薄膜的失效及其对基体的影响[D];北京科技大学;2018年
6 王廷剑;膜基体系微观接触力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
7 刘新海;超细高长径比硅灰石的制备及机理研究[D];中国地质大学;2004年
8 张修丽;聚(偏氟乙烯—三氟乙烯)铁电纳米薄膜性能及电活性界面层作用机理研究[D];华东理工大学;2012年
9 郭方敏;微纳尺度相在点阵切变基体中的变形行为研究[D];中国石油大学(北京);2019年
10 吴泽媚;超高性能混凝土中纤维与基体界面粘结性能多尺度研究[D];湖南大学;2017年
11 白赛;用于溶液工艺光电器件的金属氧化物界面层材料研究[D];浙江大学;2014年
12 朱玉萍;形状记忆合金材料的细观力学模型若干问题研究[D];北京交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 霍亚平;两种复合材料微观力学模型的热残余应力和热膨胀系数分析[D];燕山大学;2020年
2 牛安宁;超音速火焰喷涂中粒子与基体撞击行为的数值研究[D];天津大学;2015年
3 马可白;刨煤机刨基体的拓扑优化分析[D];哈尔滨工业大学;2013年
4 李芳芳;皂基体系的相行为及其稳定性研究[D];上海应用技术大学;2016年
5 李建荣;碳纳米管在多孔基体上的取向生长研究[D];天津大学;2007年
6 吴闰生;半导体纳米点镶嵌在不同介电基体中的制备及发光特性的研究[D];江西师范大学;2009年
7 韩曦;SPS法制备CoCrFeMnNi/6061Al复合材料及其组织性能研究[D];太原理工大学;2019年
8 张雨;功能梯度材料涂层与界面层动态裂纹的近场动力学分析[D];郑州大学;2019年
9 张茂芬;微电子封装EMC-Cu界面层裂萌生力学行为研究[D];桂林电子科技大学;2018年
10 任瀚洋;界面层对铁磁材料间交换耦合影响的研究及高性能Nd-Ce-Fe-B永磁薄膜的制备及机理研究[D];宁波大学;2018年
11 李伟;柔性基体上薄膜屈曲和分层的研究[D];华中科技大学;2014年
12 李哲;粘土强度“基体—加强颗粒”模型试验分析[D];华南理工大学;2010年
13 谢文静;第一类鱼抗冻蛋白对冰晶生长界面层结构的影响[D];内蒙古大学;2011年
14 魏金币;颗粒增强复合材料细观力学破坏与理论研究[D];燕山大学;2016年
15 孙策;HVOF喷涂粒子与基体碰撞沉积行为研究[D];天津大学;2014年
16 张号;不同长度石灰岩试件动态力学性能试验研究[D];安徽理工大学;2019年
17 姜赞;基于动态反馈的小长径比螺丝锁付系统设计[D];厦门理工学院;2019年
18 陈旭阳;大长径比零件高压气淬温度场的数值模拟和实验研究[D];机械科学研究总院;2019年
19 江伟;不同硬度工程材料的拉伸性能及试验方法研究[D];西南科技大学;2018年
20 李艳光;原位颗粒局部增强奥氏体锰钢复合材料的制备及基体强化[D];吉林大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 记者 王建刚 杨新华;中国承建的纽约洋基体育场火车站通车[N];人民日报;2009年
2 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院 丁浩;以非矿为基体制备钛白代材的研究现状与前景[N];中国建材报;2007年
3 通讯员 姜文超;我国合成迄今最大长径比超细铂纳米线[N];中国科学报;2012年
4 杨雄飞;中锰钢临界退火过程中奥氏体相体积分数预测[N];世界金属导报;2016年
5 ;强化基体耐磨型特殊铸铁辊的开发[N];世界金属导报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978