考慮熱應(yīng)力的復(fù)合材料界面性能研究.pdf

1、影響復(fù)合材料性能的因素有很多,其中復(fù)合材料的界面狀況和熱殘余應(yīng)力在復(fù)合材料中的分布狀況是兩個(gè)主要因素。在復(fù)合材料的界面上由于增強(qiáng)相和基體相的力學(xué)性能不同,而產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象是導(dǎo)致材料破壞的主要原因之一。增強(qiáng)相和基體的熱膨脹系數(shù)不同,在制備過程中產(chǎn)生的熱殘余應(yīng)力對界面性能的影響很大,殘余應(yīng)力的存在還可能加強(qiáng)材料的破壞。在非理想界面條件下的中性夾雜不會對周圍的彈性基體的應(yīng)力場產(chǎn)生干擾,能夠消除應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此,在考慮熱殘余應(yīng)力的作用下,

2、研究滿足中性增強(qiáng)相條件的界面參數(shù),并對其進(jìn)行設(shè)計(jì),對提高復(fù)合材料的性能有重要意義。
　　本文采用零厚度非理想界面模型,得出復(fù)合材料中的熱應(yīng)力及其對應(yīng)的位移在材料中的分布。根據(jù)非理想界面條件,得出平面變形下,當(dāng)增強(qiáng)相截面為圓形和橢圓形兩種情況下,各向同性和橫觀各向同性復(fù)合材料中性界面存在的條件,在此基礎(chǔ)上,建立結(jié)構(gòu)界面模型,獲得了滿足中性條件的結(jié)構(gòu)界面的參數(shù),并討論了影響結(jié)構(gòu)界面參數(shù)的主要因素。
　　經(jīng)研究可知,對于增強(qiáng)相截面

3、為圓形和橢圓形兩種情況,中性界面參數(shù)在整個(gè)界面上的分布是位置的函數(shù);界面參數(shù)與材料的彈性性能、給定的外部應(yīng)力場和初始熱應(yīng)力相關(guān)。各向同性材料和橫觀各向同性材料中性界面參數(shù)具有相同的表達(dá)形式。對于結(jié)構(gòu)界面的研究發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)界面參數(shù)與桁架的桿的個(gè)數(shù),界面厚度和增強(qiáng)相和基體的彈性常數(shù)比值有關(guān)。在平面變形下,給出各向同性和橫觀各向同性復(fù)合材料,圓形和橢圓形截面增強(qiáng)相的結(jié)構(gòu)界面參數(shù),并得到桿的數(shù)量、界面厚度和組分材料彈性常數(shù)比值對界面參數(shù)的影響規(guī)律