高体分比颗粒增强复合材料弹塑性力学分析

摘要

高体分比颗粒增强复合材料被广泛应用于工程领域。本文通过建立该类复合材料的弹塑性细观力学模型,系统研究了该类材料在单轴拉压情况下的宏观弹塑性力学性能。在有效模量预测方面,分别采用Mori-Tanaka模型和Ju等提出的相互作用细观力学模型研究了高体分比颗粒增强复合材料的宏观有效模量,指出了Mori-Tanaka模型的局限性。针对高体分比颗粒增强复合材料弹塑性力学性能,采用Hill定理和场扰动方法建立了宏观应力与基体等效应力的关系,分别采用Mori-Tanaka模型和Ju模型研究了颗粒增强复合材料在不同体分比下的宏观弹塑性力学性能,并将理论预测与实验数据和有限元模拟结果进行了对比分析。结果表明,针对高体分比颗粒增强复合材料宏观弹塑性力学性能预测,本文方法相比传统模型结果更准确,可为工程领域中该类材料的弹塑性力学性能预测提供一定的理论参考。