考虑界面效应的纳米颗粒复合材料有效力学性能研究

admin · 发表于 2022-5-21 14:23:44

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雅宝题库解析：
纳米复合材料由于增强相的尺寸较小，界面效应显著，不可忽略界面的影响。近年来，界面题目成为学术界广为关注的题目，也取得了一些进展。本文在连续介质力学框架内对纳米颗粒复合材料的有效力学性能进行了更进一步的研究，做了一些新的工作：（1）从纳米颗粒复合材料宏观的平均应力应变场的角度出发，根据有效力学性能的定义，首次推导了具有界面影响的稀疏分布的纳米颗粒复合材料的有效模量。所得结果可用于体积分数较小的情况。也是进一步推导基于微分介质法的微分方程的基础。（2）提出了求解稀疏分布纳米颗粒复合材料有效模量的一种能量法模型。用复合球代表复合材料，通过求解与复合球等效的均匀介质球的模量来确定复合材料的有效模量。这种办法求解相对简单，需要确定的参数也较少。该等效模式可扩展用于其它类型的复合材料。（3）推导了考虑界面效应的基于微分介质法的微分方程，并且考虑了颗粒粒径的不同分布形式，能够用于颗粒体积分数较大的情况。选取了一种典型均匀化路径，给出颗粒粒径连续分布和离散分布两种情况下微分方程的表达式。对几种特殊的粒径分布形式进行了算例分析。发现粒径分布形式对有效力学性能影响较大，并且有效泊松比相对有效模量更容易受界面影响。

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