颗粒增强聚合物复合材料损伤模型

研究了颗粒增强聚合物复合材料的力学行为,研究得知:材料屈服、裂纹形核、扩展与贯通直至最终断裂是一逐渐劣化过程,而损伤理论正是这一劣化过程的良好描述.通过假设自由能和耗散势函数,导出了损伤演化规律,与实验比较,模型和试验结果基本符合.进一步采用改进的Dugdale模型,重点研究损伤对GB/PPO复合材料宏观裂纹起裂的影响,通过建立损伤模型来描述材料的劣化行为和裂纹扩展,结果表明,损伤区域严重影响裂尖的性能,材料损伤对宏观裂纹起裂影响不可忽略.     

I型裂纹的连续位错模型

用连续位错分布模拟裂纹和裂尖塑性区，建立了中心对称有限长Ｉ型裂纹的无位错区模型。对一个主裂纹和四个对称移带情形推导出基本方程，计算表明，随着外加应力的增大，位错密度增大，位错活动明显加剧，在滑移带，位错密度在紧接ＤＦＺ的塑性区中某点达最大，孔洞在此形成。     

一种新的弹塑性损伤变量及其应用

提出塑性损伤变量的定义,它由反映微空隙群的材料相对体积膨胀来表征．从理论上导出了塑性损伤变量Ｄｐ 与经典连续损伤力学中弹性损伤变量Ｄｅ＝ １－ Ｅ／Ｅ 之间的关系．根据此关系,用实验方法确定了聚合物材料ＨＩＰＳ在纵向拉伸过程中损伤变量的扩展     

Ⅰ型裂纹端部的非线性损伤场

对聚合物材料ＨＩＰＳ进行了系统的变形－损伤试验研究．用提出的弹塑性损伤变量与关系分析了Ⅰ型裂纹端部的损伤场,给出了损伤场内非线性纵向应变分布与纵向应力分布．给出的损伤分析方法为进一步研究裂纹在损伤区内的稳定扩展奠定了新的基础     

Ⅰ型型纹端部的非线性损伤场

对聚合物材料ＨＩＰＳ进行了系统的变形－损伤试验研究,用提出的弹塑性损伤变量与关系分析了Ⅰ型裂纹端部的损伤场,给出了损伤场内非线性纵向应变分布与纵向应力分布,给出的损伤分析方法为进一步研究裂缝损伤区内的稳定扩展奠定了新的基础。     

离子聚合物金属复合材料电致动特性数值模拟

基于ANSYS参数化开发平台,通过编制龙格-库塔算法用户子程序求解离子浓度偏微分方程,采用温度场模型等效模拟水分子重新分布引起的机械变形,制定分析流程,对离子交换膜金属复合材料(IPMC)的电致动特性进行了数值模拟.研究了在外加电场作用下,Na 迁移运动规律与IPMC变形过程特征,通过结果比较证明了所提出方法的正确性.     

增量型各向异性损伤理论与数值分析

考虑到目前各向异性损伤理论存在一些不足,该文在增量型各向异性损伤理论的框架下,引入二阶对称张量,构造四阶对称有效损伤张量,建立了有效应力方程.类似于塑性流动分析方法,定义了增量弹性应力-应变关系.利用von Mises塑性屈服准则,并考虑各向异性损伤效应,推导出四阶对称的弹-塑性变形损伤刚度张量,其对称性反映了材料的固有特性.根据物体的变形和现时损伤状态,构造了材料损伤演化方程,方程中各项具有明确的物理意义.通过对Al2024-T3金属薄板单向拉伸的有限元分析,确定了损伤演化参数,验证了损伤演化方程的正确性.此外还对含孔口薄板做有限元模拟,讨论了反力-位移曲线的变化规律以及它所揭示变形性质,给出了损伤场的分布规律.     

一种新的弹塑性损伤变量及其应用

提出塑性损伤变量抽定义，它由反映微空隙的材料相对体积膨胀来表征，从理论上导出了塑性损伤变量Ｄ＾Ｄ与经典连续损伤力学中弹性损伤变量Ｄ＾ｅ＝１－Ｅ／Ｅ之间的关系，根据此关系，用实验方法确定了聚合物材料ＨＩＰＳ在纵向拉伸过程中损伤变量的扩展。     

预估在非比例加载下薄金属板成型极限的损伤基力学模型

探讨了用损伤基力学模型研究应变路径对薄金属板塑性失稳的影响,这种力学模型考虑了材料损伤作用．基于这种模型,在等效应变空问建立了考虑损伤的塑性失稳判据,并用以预估在比例或非比例加载下薄金属板成型极限曲线(FLC)．借助这种理论模型和方法,预估薄金属板的理论成型极限曲线与Graf和Hosford的实验结果一致。     

用超级单元法分析含空洞介质的等效弹性性质

在Kachanov对基体材料中含有任意个椭圆空洞的弹性势函数的基础上，给出了对应的等效弹性常数的简单表达式，建立了以单元边界内力为基本未知量的超级单元刚度矩阵方程，通过对铝合金薄板的数值计算，并和实验结果相比较，验证了理论分析与超级单元数值模型的有效性和可靠性。