微观力学中的对应原理

在连续介质微观力学中,有两类基于微结构信息确定非匀质介质有效性能的基本理论:基于物理的平均场理论和基于数学的渐近均匀化理论.讨论了采用渐近均匀化理论求解具有孔洞的、具有周期性微结构的线弹性复合材料的有效弹性张量的提法、解法和步骤.以渐近均匀化方法为例,讨论了对应原理在求解微观力学线粘弹性问题中的应用     

单纤维段试验中载荷传递机理的微观力学分析

提出了一种新的、单纤维段埋入法(SFFM)试验中载荷传递机理的微观力学模型。当纤维/树脂界面所受到的剪切应力超过了界面的粘结剪切强度后,界面将发生脱粘,并且脱粘裂纹将沿着界面扩展。以Weibull模型来模拟纤维轴向拉伸强度的统计分布。讨论了纤维轴向拉伸强度以及界面粘结剪切强度对复合材料各组分内部应力分布的影响。认为在给定复合材料各相的弹性常数和几何参数后,根据不同的纤维轴向拉伸强度以及界面性能(包括界面粘结剪切强度、界面的摩擦系数和基体的径向压力),可以将单纤维段试验中纤维/树脂界面的状态清楚地分为三类:1)完全粘结界面;2)部分粘结界面;3)完全摩擦界面。给出了单纤维段试验过程中界面处于上述三种状态下时,所必须满足的一些条件。最后,还给出了极限纤维段长度的一个合理的定义,并说明该长度是由粘结纤维长度和脱粘纤维段长度所构成。     

Modeling of multi-inclusion composites with interfacial imperfections: Micromechanical and numerical simulations

A micromechanical approach based on a two-layer built-in model and a numerical simulation based on boundary element method are proposed to predict the effective properties of the multi-inclusion composite with imperfect interfaces. The spring model is introduced to simulate the interface imperfection. These two methods are compared with each other, and good agreement is achieved. The effects of interface spring stiffness, volume ratio and stiffness of inclusions on the micro- and macro-mechanical behaviors ...     

基于微结构定量分析的非饱和土广义有效应力原理

为解决各种概念分歧,采用神经网络方法建立了非饱和土的广义吸力模型．该模型理论突出了土的微结构效应,将微结构状态和含水量状态结合起来研究非饱和土的吸力和有效应力,认为广义吸力由土体微结构和含水状态惟一确定。     

温克尔地基上连续对称配筋路面的荷载应力

把沿厚度对称连续配置正交钢筋网格的路面板视为正交各向异性板,根据有关理论给出了路面板在温克尔地基上的基本微分方程,通过荷对载作三角级数,傅立叶级数展形,求解了该方程并得到了路面板的应力。     

微结构分布对复合材料弹塑性性能的影响

目的 分析夹杂分布和取向对复合材料塑性性能的影响。方法 用ＰＣＷ（ＰｏｎｔｅＣａｓｔｅｎｅｄａ和Ｗｉｌｌｉｓ）的弹性细观力学模型及应力二阶矩割线模量法,给出分析复合材料微结构分布及取向对其塑性性能影响的一种模型。结果 对所研究的Ｓｉｃ／Ａｌ复合材料系统,计算结果表明颗粒分布对材料的塑性性能影响不大。本证明了Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ模型在分析夹杂具有取向分布时,它相当于ＰＣＷ方法中刻划夹杂分布的椭球     

水化硅酸钙力学参数跨纳-微观尺度计算方法

为了准确高效地基于分子动力学模拟计算微观尺度高、低密度水化硅酸钙(C—S—H)的力学参数,选用7种常用的C—S—H晶体类似物结构和三种多孔介质力学模型进行对比分析研究。首先在纳观尺度通过分子动力学模拟得到C—S—H晶体类似物结构的体积模量、剪切模量、弹性模量和泊松比四个力学参数;并与第一性原理计算得到的结果进行对比,以此为基础,再应用多孔介质力学模型计算获得微观尺度高、低密度水化硅酸钙的相应力学参数;并与已有文献实测的高、低密度水化硅酸钙弹性模量进行验证。结果表明,与第一性原理计算相比,6种Tobermorite晶体结构模型的力学参数计算平均误差约20%; Jennite晶体结构模型计算平均误差达59%。采用C—S—H晶体类似物结构Tobermorite 14,结合Mehta或张俊彦的多孔介质力学模型进行模拟计算,效果最佳。C—S—H晶体结构类型对C—S—H跨纳-微观尺度力学参数准确性影响最大。提出的基于分子动力学模拟和多孔介质力学模型进行水化硅酸钙力学参数跨纳-微观尺度计算方法,避免了采用大规模分子动力学模拟获得高、低密度水化硅酸钙的微观力学参数,计算效率高且结果可靠。     

智能复合材料的增韧机理与能量释放率

基于细观力学方法分析了智能复合材料中的微裂纹与夹杂的相互作用，导出了裂纹扩展的能量释放率，分析了形状记忆合金的多机理联合增韧作用．研究表明，智能复合材料具有相变和异性夹杂的双重增韧机理，而且其韧度可由外部条件控制，因而有可能使这种复合材料展示出超级力学性能     

基于ANSYS参数化语言的隧道混凝土二维细观力学模型的实现

从细观力学的角度,结合蒙特卡罗法对隧道混凝土细观模型进行的研究讨论,基于ANSYS的参数化语言实现了隧道混凝土二维细观骨料模型,从而为隧道混凝土的细观力学研究提供了重要的基础。     

双材料中带均匀本征应变椭球夹杂的弹性场

探讨了在两理想结合半无限大体中一带均匀本征应变椭球形夹杂引起的弹性场。通过体积元素积分得到的调和势函数通过椭圆积分及其导数表示。在椭球夹杂边界上的法向力、切向力和椭球夹杂内部主轴上的主应力都得到准确的计算。对于夹杂形状、距界面距离、材料的弹性常数等参数的影响也进行了分析。