大变形复合材料的细观力学行为

摘要

纤维增强树脂基复合材料是一种具有优异力学性能的先进复合材料,并且大部分的纤维增强树脂基复合材料具有物理非线性和几何非线性的特性,其应用领域非常的广泛.在复合材料中,应力从基体传递到纤维,纤维起着增强材料的作用,是外力的主要承担者.因此,所采用纤维的性能、体分比以及分布形式决定了复合材料的力学性能.计算复合材料宏观有效性能的均匀化方法有多种.直接均匀化法基于场量的表面或体积平均而直接计算有效应力和应变,根据宏观应力和应变二者之间的关系,求得宏观有效性能.可以用数值方法进行细观场量的直接平均.间接均匀化法是求无限大基体材料中嵌入单一夹杂问题的弹性力学解的一种均匀化方法。二尺度展开法是一个新近发展起来的方法,特别是它和有限元法结合以后,其适用范围变得更广.现在二尺度展开法已经成功地应用于复合材料的均匀化,其原理与两种直接均匀化方法相同,只是公式形式不同,因此得到的结果与直接和间接均匀化方法得到的结果差别不大.