含非均匀界面相粒子填充复合材料的有效比热

基于细观力学复合球模型研究了含非均匀界面相粒子填充复合材料的有效热弹性性质,重点讨论了界面相性质的径向分布对有效比热的影响. 首先,将非均匀界面相沿径向离散为多个同心球壳,每个球壳内的材料性质假设是均匀的. 基于上述离散模型,利用含界面相的复合球模型,推导了复合材料的有效体积模量、有效热膨胀系数及有效比热的数值求解表达式;进一步,假设界面相的性质沿径向连续变化,建立了一组微分方程,上述有效性质依赖于该微分方程组的解. 特别地,当界面相杨氏模量为幂次分布时,通过求解该微分方程组得到了有效比热等热弹性性质的解析解. 算例结果表明,应用此方法预测的有效热膨胀系数与实验结果吻合良好;界面相热膨胀系数的径向分布对有效比热和有效热膨胀系数均有显著的影响,而界面相弹性模量的径向分布对有效比热有显著的影响,对有效热膨胀系数的影响相对较小.      

EFFECTIVE SPECIFIC HEATS OF MULTI-PHASE THERMOELASTIC COMPOSITES

This paper studies the effective properties of multi-phase thermoelastic composites. Based on the Helmholtz free energy and the Gibbs free energy of individual phases, the effective elastic tensor, thermal-expansion tensor, and specific heats of the multi-phase composites are derived by means of the volume average of free-energies of these phases. Particular emphasis is placed on the derivation of new analytical expressions of effective specific heats at constant-strain and constant-stress situations, in which a modified Eshelby’s micromechanics theory is developed and the interaction between inclusions is considered. As an illustrative example, the analytical expression of the effective specific heat for a three-phase thermoelastic composite is presented.     

涂层球粒复合材料热弹性的特定性质

在所提出的基体均匀场概念的基础上，导出了涂层球粒增强复合材料等效热弹性性质的精确关系     

涂层球粒复合材料热弹性的特定性质

在所提出的基体均匀场概念的基础上，导出了涂层球粒增强复合材料等效热弹性性质的精确关系     

弱界面异质球形夹杂本征应变问题的解析解

本文研究了具有线弹簧弱界面的异质球形夹杂的本征应变问题，所采用的线弹簧界面模型既能界面的切线方向滑动，又能考虑界面的法线方向张开，根据叠加原理、原问题的弹性场可分成三部分；二部分由真实均匀本征应变所引起，另一部分由等效的非均匀本征应变所引起，后一部分则由虚拟的Ｓｏｍｉｇｌｉａｎａ位错场所产生。本文求得了等效非均匀本征应变和虚拟位错场的Ｂｕｒｇｅｒ矢量的解析表达式，进而确定的问题的弹性场。