轉(zhuǎn)動(dòng)張量在多相復(fù)合材料力學(xué)性能研究與在復(fù)雜形狀物體慣性參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量中的應(yīng)用.pdf

1、本文基于彈性力學(xué)與轉(zhuǎn)動(dòng)張量的基本知識(shí),進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)兩方面的研究:理論部分對(duì)顆粒形狀為任意、取向隨機(jī)分布的多相顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行研究;實(shí)驗(yàn)部分通過實(shí)驗(yàn)的手段來測(cè)量非均質(zhì)、幾何形狀復(fù)雜物體的慣性參數(shù)。
　　 第一部分顆粒形狀為任意、取向隨機(jī)分布的多相顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系研究。顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料由增強(qiáng)粒子(夾雜)與基體組成,具有明顯的非均勻性和各向異性性質(zhì)。顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中夾雜的形狀、尺寸大小、取向分布和含量等都是影

2、響其力學(xué)性能的主要因素,隨著新型顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料(如金屬基、陶瓷基的復(fù)合材料)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,促進(jìn)人們對(duì)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能的深入研究。引入夾雜形狀函數(shù)ISF來描述夾雜的形狀與大小,用轉(zhuǎn)動(dòng)張量R來描述夾雜的空間取向,用取向分布函數(shù)ODF來描述在復(fù)合材料中找到夾雜取向?yàn)镽的可能性密度,假設(shè)夾雜與基體之間完全接觸,并結(jié)合彈性力學(xué)方法與等效夾雜法求解夾雜形狀為任意的、隨機(jī)分布的多相顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系,最后通過算例并利用MAPL

3、E編程計(jì)算來驗(yàn)證。
　　 第二部分復(fù)雜形狀物體慣性參數(shù)的一種實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法。物體的慣性參數(shù)包括物體質(zhì)心、慣性矩和慣性積。為了測(cè)量任意復(fù)雜形狀物體的慣性參數(shù),建立了一四簧倒立慣性參數(shù)試驗(yàn)臺(tái)。四簧倒立試驗(yàn)臺(tái)可用于復(fù)雜形狀物體慣性參數(shù)的測(cè)量,其質(zhì)心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、慣性積可通過物體在四簧倒立試驗(yàn)臺(tái)上的平衡和擺動(dòng)周期,并利用轉(zhuǎn)動(dòng)張量來計(jì)算得到。通過測(cè)量長方體石塊的慣性參數(shù)來驗(yàn)證四簧倒立試驗(yàn)臺(tái)的可靠性和實(shí)用性。最后將此套測(cè)量方法與實(shí)驗(yàn)設(shè)備用于測(cè)量