基于剪滞模型的复合材料细观力学特性Monte-Carlo模拟

摘要

细观力学作为一种研究途径，可以预报复合材料的力学性能并揭示其损伤和破坏本质，对复合材料的研究和设计意义重大。之前的大量工作证明，剪滞模型结合Monte-Carlo模拟方法对复合材料破坏过程的研究已比较成熟并可以有效的预报单向复合材料的最终强度。
　　本文根据复合材料的细观结构特点，提出纤维随机分布的假设，并以此建立了新的剪滞模型。为证明新模型的合理性，本文利用了MSC.Patran和MSC.Nastran有限元分析软件建模验证,并且两者的结果基本吻合。在此基础上，为实现多根纤维的强度分析，本文引入了有限差分方法，并建立了基于新剪滞模型的有限差分模型。
　　最后，利用有限差分模型结合Monte-Carlo模拟方法预报了复合材料的内部应力场和强度值。模拟结果显示，新的剪滞模型较普通剪滞模型得到应力场具有一定的特点，并且最终影响了对强度值的预报。

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上海交通大学学位论文答辩决议书

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外相关研究

1.3 进一步研究的方向

1.4 本文研究思路

1.5 本章小结

第二章 基于剪滞模型复合材料细观力学分析方法

2.1 剪滞模型

2.2 有限差分方法

2.3 单根纤维的强度分布[35-37]

2.4 Monte-Carlo模拟方法

2.5 本章小结

第三章 复合材料纤维细观尺度随机分布现象

3.1已有工作简介

3.2纤维随机位置的数值模拟

3.3基于剪滞模型的纤维随机分布

3.4本章小结

第四章 基于纤维位置随机分布的复合材料细观应力场分析

4.1 非等距剪滞模型的剪滞分析

4.2 基于纤维随机分布的应力场分析

4.3 三维剪滞模型的应力场分析

4.4 本章小结

第五章 复合材料破坏过程的Monte-Carlo模拟

5.1模拟过程基本思路

5.2 模拟准备

5.3 模拟结果

5.4 算例

5.5 本章小结

第六章 全文总结

6.1 主要结论

6.2 研究展望

参 考 文 献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文