復(fù)合材料宏觀性能的統(tǒng)計(jì)特征分析.pdf

1、復(fù)合材料的力學(xué)性能取決于其細(xì)觀結(jié)構(gòu)。如顆粒體構(gòu)成的復(fù)合材料，其力學(xué)性能取決于顆粒和基體的模量、粘結(jié)強(qiáng)度及顆粒的體積含量和分布方式等細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)。然而，材料細(xì)觀參數(shù)的不確定性將導(dǎo)致材料宏觀性能的不確定性，這就要求對(duì)復(fù)合材料彈性性能的分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。另一方面，利用均勻化方法、自洽法等細(xì)觀力學(xué)方法確定復(fù)合材料的宏觀平均性能均以細(xì)觀結(jié)構(gòu)尺度相對(duì)宏觀結(jié)構(gòu)尺度很小這一假定為基礎(chǔ)，而這一相對(duì)尺度小到什么程度，才能用細(xì)觀力學(xué)的方法獲得準(zhǔn)確的材料性能預(yù)

2、測值，這是值得研究的問題。目前，關(guān)于復(fù)合材料細(xì)觀參數(shù)的隨機(jī)性對(duì)材料宏觀性能的統(tǒng)計(jì)特性的影響和細(xì)觀結(jié)構(gòu)的相對(duì)尺度對(duì)宏觀材料性質(zhì)的影響方面的相關(guān)工作相對(duì)較少。 本文利用基于有限元技術(shù)的均勻化理論，研究顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性對(duì)材料宏觀彈性常數(shù)的影響，并用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法統(tǒng)計(jì)其分布規(guī)律。另外，對(duì)材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)的尺度效應(yīng)進(jìn)行探討，分析代表體元尺度相對(duì)細(xì)觀結(jié)構(gòu)尺度對(duì)所確定的材料宏觀性質(zhì)的影響，尋找準(zhǔn)確描述材料宏觀性能的代表體元

3、相對(duì)細(xì)觀結(jié)構(gòu)尺度的最小相對(duì)尺度。具體工作包括： 1.在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)評(píng)述了復(fù)合材料性能預(yù)測相關(guān)研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了復(fù)合材料性能預(yù)測的細(xì)觀力學(xué)方法、預(yù)測復(fù)合材料宏觀性能的均勻化理論的基本思想和實(shí)施過程，以及分析不確定性問題的統(tǒng)計(jì)特征的統(tǒng)計(jì)分析理論和方法。 2.研究了顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料細(xì)觀模型，給出了考慮顆粒形狀、尺度和分布具有不確定性的細(xì)觀模型的建立過程。以圓形和橢圓形顆粒復(fù)合材料為例，建立了體分比給定下的顆粒位置