周期性复合材料力学性能的多尺度分析

摘要

微结构对复合材料的力学性能有较大的影响。基于多尺度渐进展开和摄动法的均匀化理论,通过对位移在宏观和微观量尺度上进行双尺度渐进展开,对具有周期性结构的复合材料进行力学分析与预测,给出了宏观等效的力学性能数学表达式。研究并建立代表性体积单元(representative volume element,RVE)模型,通过对RVE模型施加周期性边界条件对材料性能进行有效预测。利用RVE模型对B/Al纤维增强复合材料的力学性能进行预测,将预测结果与已有的文献结果与实验数据进行对比,结果表明:纤维增强复合材料预测模型具有良好的合理性与本文方法的有效性。并采用四边形和六边形RVE模型对玄武岩纤维增强北化环氧树脂复合材料的有效性能进行预测。