关于复合材料力学几个基本问题的研究

复合材料力学是一种两层次的力学理论，相（材料）通过复合（效应、工艺）形成复合材料。复合效应分为混合效应和协同效应，其相应的混合律和协同律是复合材料力学理论的奠基石，前者已形成理论体系，后者有待形成体系。本文所论及的随机扩大临界核理论可解释多种形式的协同效应。此外，本文还讨论了几个有关的力学问题。     

复合材料正交叠层板最终拉伸强度的细观统计分析

本文对复合材料正交叠层板［０／９０／０］的最终拉伸破坏行为进行了研究．首先，提出一种修正的剪滞分析方法，求解叠层中由９０°层的基体开裂和０°层的部分纤维断裂相互作用所导致的应力重新分布；然后，采用随机临界核统计模型，对叠层板的最终破坏进行了细观统计分析．对［Ｏ＿２／９０＿ｍ］＿ｓ、［Ｏ＿４／９０＿ｍ］＿ｓ碳／环氧和［Ｏ＿４／９０＿ｍ］＿ｓ玻璃／环氧的计算结果表明，估计的最终拉伸强度与现有的实验结果有较好的符合．     

2000-02小问题

本文通过直角坐标法及极坐标法求解四狗追戏问题．     

纤维束增强复合材料细观统计破坏理论

本文分别用剪滞模型和载荷几何局部分配法则分析了纤维束和束中纤维的载荷集中。在此基础上,利用裂纹临界核模型的统计方法,建立了小纤维束(须考虑纤维束的边界影响)和大纤维束增强复合材料的细观统计破坏准则,并用这两个准则研究了纤维束增强复合材料的断裂强度问题,所算得的强度和裂纹临界长度的合理性表明了这两个准则的正确性。     

复合材料非均匀圆柱正交异性圆板弯曲

本文研究了圆柱正交异性复合材料圆板的弯曲,求得了折算刚度按半径线性变化的非均匀圆柱正交异性圆板在均布载荷作用下的通解;同时给出了周边固定和简支、以及具有线性过渡区(核)的圆板的精确解和算例,结果表明,当核径比λ=δ/R小于10％时,非均匀性对最大挠度的影响不超过0.289％。     

用多参数非均匀等效体研究圆柱正交异性复合材料的剪切有效模量

有效模量是复合材料力学细观解过渡到宏观解的桥梁。宏观非均匀复合材料的有效模量是一个尚未认真研究过的课题。本文提出用多参数非均匀等效体的新方法,来研究圆柱正交异性宏观非均匀复合材料的剪切有效模量,克服了最近Dhoopar B.L.和SinhaP.K提出的方法的一些不足之处。     

单向纤维增强复合材料的随机扩大临界核理论

本文基于复合材料的细观随机破坏机理,对单向复合材料的拉伸破坏提出了一个新的细观统计力学模型——随机扩大临界核理论,导出了复合材料的强度分布和相应的破坏准则。结果表明:对于T300/5208和玻璃/环氧的理论强度值,与现有的实验结果很好相符。     

复合材料单层的横向拉伸原地强度和0°/90°/O°叠层板张开型裂纹经典解的研究

本文:(1)用傅立叶变换和Copson的对偶积分方程法,求得了0°/90°/0°叠层板90°层内张开型裂纹问题的经典解;(2)应用所得解,对石墨/环氧叠层板中90°层的断裂特性和横向拉伸原地强度进行了定量研究。 结果表明,这类叠层板的应力强度因子不同于90°的单向层,它随0°层的厚度b、模量E_L或G_(LT)的增加而减小,也随90°层的厚度减小而减小,这就导致了叠层效应,并提高了90°层的横向原地强度。这里的理论计算与D.L.Flaggs的试验结果一致。     

单向纤维增强复合材料的载荷集中因子和裂纹扩展统计理论

本文对单向纤维增强复合材料裂纹扩展统计理论的两个主要论据进行了研究.1.由于纤维断裂引起的应力重分布的计算:文中采用通常的剪滞模型,进行了弹塑性形变理论分析和弹性分析,弹性分析的结果与已有的J.M.Hedgepeth 的结果相符.2.裂纹扩展模型的探索:这里舍弃沿用Gücer-Gurland.Rosen 链式模型,提出了逐渐扩大断裂层的模型,参照A.S.Argon 等人的方法进行了统计分析,得到了单向纤维增强复合材料拉伸强度的计算公式.