晶须增强金属基复合材料的包辛格效应 被引量：4

1

作者 李文方 蒙继龙 杜善义 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期94-97,共4页

本文利用自行改进的等效夹杂理论研究了晶须增强金属基复合材料的包辛格效应，讨论了加载次序和晶须含量的影响。所得理论可以从数值上模拟材料的包辛格效应。

关键词 晶须 金属基复合材料 包辛格效应 等效夹杂理论

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基于等效夹杂理论的混杂纤维复合材料有效弹性模量预测 被引量：1

2

作者 秦飞飞 盛冬发 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期95-100,共6页

混杂纤维复合材料能够综合多种纤维优点,提高单一纤维增强复合材料的力学性能。为了预测混杂纤维复合材料的力学性能,基于等效夹杂理论和分步均匀化方法,提出了一种混杂纤维复合材料有效弹性模量的细观力学模型。以剑麻(SF)/玄武岩纤维(... 混杂纤维复合材料能够综合多种纤维优点,提高单一纤维增强复合材料的力学性能。为了预测混杂纤维复合材料的力学性能,基于等效夹杂理论和分步均匀化方法,提出了一种混杂纤维复合材料有效弹性模量的细观力学模型。以剑麻(SF)/玄武岩纤维(BF)增强聚乳酸(PLA)复合材料为例,采用细观力学模型对其有效弹性模量进行预测,并将预测结果、ABAQUS有限元软件模拟结果和试验结果进行对比,表明混杂纤维质量分数在27.27%以下时,预测结果与试验值的相对误差保持在15.26%以下,并且细观力学模型预测值较有限元模拟值更接近试验结果。最后对SF/BF混杂增强PLA复合材料拉伸弹性模量影响因素进行分析,比较了相同纤维质量含量的BF和SF对PLA复合材料拉伸弹性模量的影响,结果表明复合材料拉伸弹性模量随纤维拉伸弹性模量的增大而增大。 展开更多

关键词 混杂纤维复合材料 等效夹杂理论 分步均匀化 有效弹性模量 有限元

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含夹杂TiC-TiB_2陶瓷强度的细观力学分析 被引量：2

3

作者 付云伟 倪新华 +2 位作者 刘协权 张龙 李宝峰 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3818-3824,共7页

根据超重力合成TiC-TiB_2装甲陶瓷的细观结构和断裂机理,建立TiC-TiB_2装甲陶瓷细观强度模型,分2种失效形式讨论了氧化铝杂质颗粒对材料强度的影响。首先根据相互作用直推估计法计算了TiC-TiB_2基体的等效刚度,认为氧化铝杂质颗粒稀疏... 根据超重力合成TiC-TiB_2装甲陶瓷的细观结构和断裂机理,建立TiC-TiB_2装甲陶瓷细观强度模型,分2种失效形式讨论了氧化铝杂质颗粒对材料强度的影响。首先根据相互作用直推估计法计算了TiC-TiB_2基体的等效刚度,认为氧化铝杂质颗粒稀疏分布在TiC-TiB_2形成的等效基体中,根据等效夹杂理论计算了杂质颗粒内部和附近残余应力和应力场分布,得出氧化铝杂质颗粒可能的失效形式;然后根据杂质颗粒可能出现的界面脱粘和颗粒破坏2种失效形式分别建立模型进行讨论,并以两者的最小值定义为复合材料的强度,分析了材料强度随细观结构和性能参数的变化规律,并与实验结果进行了对比。结果表明,模型能够反映材料失效机理,对于具有与本文相似细观结构的材料,杂质颗粒与等效基体的相对弹性性能和相对热膨胀性能、杂质颗粒尺寸、等效基体韧性等都可能影响杂质颗粒失效形式,但是杂质颗粒直径增加、基体韧性降低必然降低材料强度。对于含氧化铝杂质颗粒的TiC-TiB_2装甲陶瓷,界面脱粘是杂质颗粒主要的失效形式。 展开更多

关键词 TiC-TiB2陶瓷 界面脱粘 强度 相互作用直推估计法 等效夹杂理论

原文传递

含片状缺陷共晶复合陶瓷的细观强度模型 被引量：1

4

作者 付云伟 刘协权 +1 位作者 倪新华 陈诚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期533-538,646,共6页

根据缺陷在共晶复合陶瓷中的分布特点,假设缺陷为片状、缺陷周围介质为横观各向同性,建立了含缺陷共晶复合材料的细观力学模型;根据损伤理论定义了胞元等效外载应力场,依据等效夹杂理论得到了含缺陷各向异性基体复合材料Griffith强度,... 根据缺陷在共晶复合陶瓷中的分布特点,假设缺陷为片状、缺陷周围介质为横观各向同性,建立了含缺陷共晶复合材料的细观力学模型;根据损伤理论定义了胞元等效外载应力场,依据等效夹杂理论得到了含缺陷各向异性基体复合材料Griffith强度,考虑缺陷的空间分布随机性得到了复合材料强度与缺陷尺寸、缺陷体积含量等参数的关系。结果表明:强度与缺陷半径的-1/2次方成线性关系,且缺陷尺寸较小时强度变化明显;片状缺陷体积含量对强度影响显著,尤其当缺陷含量小于3%时,少量缺陷即可造成强度极大地下降;缺陷形状及基体的各向异性对强度也有着重要影响,各向同性基体中片状缺陷不为圆形时,缺陷始终从短轴开始扩展,各向异性基体中片状缺陷为圆形时,则缺陷首先从弹性模量大的方向上扩展,最终缺陷形状和弹性模量满足特定的比例关系。 展开更多

关键词 片状缺陷 等效夹杂理论 细观强度模型 Griffith强度

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塑性修正及相互作用对岩石裂尖塑性区影响的研究

5

作者 高玮 韩毅 +3 位作者 周聪 陈新 崔爽 胡承杰 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第3期47-54,共8页

岩石内多裂纹由于相互作用的影响,其裂纹尖端塑性区分布与单裂纹有着很大不同.针对多裂纹相互作用,以对称分布的三共线裂纹为例,采用等效夹杂理论提出了裂尖应力强度因子的塑性修正方法.在此基础上,基于Drucker-Prager(D-P)强度准则推... 岩石内多裂纹由于相互作用的影响,其裂纹尖端塑性区分布与单裂纹有着很大不同.针对多裂纹相互作用,以对称分布的三共线裂纹为例,采用等效夹杂理论提出了裂尖应力强度因子的塑性修正方法.在此基础上,基于Drucker-Prager(D-P)强度准则推导相互作用下各裂纹尖端的塑性区边界方程,并分析了裂纹长度比值、裂纹倾角及裂纹间距对裂纹尖端塑性区分布的影响.结果表明:对裂尖应力强度因子进行塑性修正后,各裂纹尖端塑性区尺寸均增大;裂纹相互作用使得各裂纹尖端塑性区尺寸增大;随着中心裂纹与外裂纹长度比值的增加,外裂纹内外尖端塑性区尺寸受裂纹相互作用的影响逐渐加强,而中心裂纹尖端塑性区尺寸受裂纹相互作用的影响逐渐减弱;裂尖塑性区尺寸受裂纹相互作用的影响与裂纹倾角无关;同一裂纹间距下,中心裂纹尖端塑性区尺寸受相互作用的影响最强,外裂纹外尖端最弱,且随着裂纹间距的增加,裂纹相互作用的影响越来越小. 展开更多

关键词 裂尖塑性区 相互作用 应力强度因子 塑性修正 等效夹杂理论

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共晶基复相陶瓷中缺陷的稳定性分析

6

作者 于金凤 刘协权 +1 位作者 倪新华 付云伟 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1366-1370,共5页

共晶基复相陶瓷材料中,不同相间的热膨胀系数的差异产生的缺陷是降低材料强度的重要因素。基于等效夹杂理论和相互作用直推估计法,计算得到颗粒周围缺陷在热残余应力和外载应力作用下的应力强度因子,研究了缺陷的扩展稳定性,并分析了颗... 共晶基复相陶瓷材料中,不同相间的热膨胀系数的差异产生的缺陷是降低材料强度的重要因素。基于等效夹杂理论和相互作用直推估计法,计算得到颗粒周围缺陷在热残余应力和外载应力作用下的应力强度因子,研究了缺陷的扩展稳定性,并分析了颗粒刚度、形状、含量等参数对扩展稳定性的影响规律。结果显示:扁平形的颗粒环向最容易产生热裂纹;刚性颗粒能够在一定程度上降低外载应力在基体中平均作用效果,且长椭球状刚性颗粒的降低程度要大于扁椭球颗粒,因此有利于缺陷的稳定,柔性颗粒作用相反;当缺陷扩展量很小,应力强度因子主要受残余应力控制,缺陷扩展量较大时,应力强度因子主要受基体平均应力控制,长椭球形柔性颗粒有利于提高材料强度。 展开更多

关键词 夹杂 缺陷 缺陷稳定性 等效夹杂理论

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纤维束诱导基体裂纹变形场DGS实验研究

7

作者 原亚南 郝文峰 +2 位作者 马寅佶 刘彬 姚学锋 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期476-482,共7页

本文主要利用数字梯度敏感方法(DGS)和Eshelby等效夹杂理论研究纤维束与基体裂纹的相互作用机制.首先,利用DGS方法得到了碳纳米管改性纤维束模型、未改性纤维束模型基体裂纹尖端的位移场分布及演化规律,并提取了相应的基体裂纹尖端应力... 本文主要利用数字梯度敏感方法(DGS)和Eshelby等效夹杂理论研究纤维束与基体裂纹的相互作用机制.首先,利用DGS方法得到了碳纳米管改性纤维束模型、未改性纤维束模型基体裂纹尖端的位移场分布及演化规律,并提取了相应的基体裂纹尖端应力强度因子.其次,利用Eshelby等效夹杂理论分析了碳纳米管改性纤维束模型、未改性纤维束模型的基体裂纹尖端应力强度因子的影响机制.最后,比较了碳纳米管改性纤维束夹杂和未改性纤维束夹杂两种模型中基体裂纹尖端应力强度因子的理论预测结果与DGS实验结果,吻合较好.研究成果为纤维束与基体相互作用机制提供了可靠的实验依据及理论参考. 展开更多

关键词 DGS方法 纤维束与基体相互作用 碳纳米管改性 等效夹杂理论 应力强度因子

原文传递

氮化硅结合碳化硅砖的微观结构模型及热冲击载荷下裂纹起始行为 被引量：10

8

作者 袁硕伟 杨自春 《耐火材料》 CAS 北大核心 2015年第6期426-431,共6页

为了研究热冲击载荷下耐火陶瓷材料的微观失效机制,基于Eshelby等效夹杂理论和Voronoi网格,建立了存在不同数量级粒径的船用增压锅炉用氮化硅结合碳化硅砖的微观结构模型,验证了微观模型的准确性。在上述微观结构模型的基础上进行有限... 为了研究热冲击载荷下耐火陶瓷材料的微观失效机制,基于Eshelby等效夹杂理论和Voronoi网格,建立了存在不同数量级粒径的船用增压锅炉用氮化硅结合碳化硅砖的微观结构模型,验证了微观模型的准确性。在上述微观结构模型的基础上进行有限元和扩展有限元计算,得到其停炉最危险时刻的瞬态微观应力场和微裂纹萌生扩展规律,进而得到其热冲击失效的微观机制,较好解释了碳化硅耐火陶瓷的失效机制。 展开更多

关键词 氮化硅结合碳化硅砖 船用锅炉 微观结构模型 ESHELBY等效夹杂理论 Voronoi网格 失效机制

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基于Eshelby等效夹杂理论的Terfenol-D复合材料磁致应变模型 被引量：3

9

作者 闫久春 杨士勤 何世禹 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 2002年第2期196-198,共3页

基于Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka方法建立了Terfenol-D复合材料中合金颗粒平均应力、扰动应变和复合材料整体平均应变的计算模型,并利用此模型对Terfenol-D复合材料在不同制备工艺条件下的饱和磁致伸缩应变进行了计算.结果表明:Te... 基于Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka方法建立了Terfenol-D复合材料中合金颗粒平均应力、扰动应变和复合材料整体平均应变的计算模型,并利用此模型对Terfenol-D复合材料在不同制备工艺条件下的饱和磁致伸缩应变进行了计算.结果表明:Terfenol-D复合材料的饱和磁致伸缩应变随粘结剂含量的增加而呈线性下降,但粘结剂含量不能过少,合适的粘结剂含量应在2.5%～4.0%之间;随复合材料外加预压应力的增大,其饱和磁致伸缩应变增大;实验结果与模拟结果的数据曲线趋势一致. 展开更多

关键词 TERFENOL-D复合材料 磁致伸缩应变 ESHELBY等效夹杂理论 粘结 聚合物 Terfenol-D合金

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I型裂纹与任意形状夹杂间的作用力 被引量：1

10

作者 黄春平 李中华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期142-146,共5页

根据Eshelby等效夹杂理论,导出I型裂纹与任意形状夹杂相互作用力的近似表达式和一些特殊形状夹杂的简化算式.该解可快速算出I型裂纹与任意形状夹杂之间的作用力.由裂纹与夹杂间相互作用力的规律所揭示的复相材料中裂纹扩展特性、裂纹尖... 根据Eshelby等效夹杂理论,导出I型裂纹与任意形状夹杂相互作用力的近似表达式和一些特殊形状夹杂的简化算式.该解可快速算出I型裂纹与任意形状夹杂之间的作用力.由裂纹与夹杂间相互作用力的规律所揭示的复相材料中裂纹扩展特性、裂纹尖端材料的损伤机制和已有的实验观察相符. 展开更多

关键词 材料 微结构 裂纹 夹杂 ESHELBY等效夹杂理论

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夹杂对I型裂纹应力强度因子影响的一般近似解 被引量：1

11

作者 盛强 李中华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期138-141,共4页

利用相变增韧理论和Eshelby等效夹杂方法,给出任意形状夹杂对I型裂纹应力强度因子影响的近似解析解.和有限元分析结果比较表明,由于引入远场应力对夹杂的作用,导出的近似解有较好的精度,适用于处理较大尺寸和具有任意形状的夹杂对I型裂... 利用相变增韧理论和Eshelby等效夹杂方法,给出任意形状夹杂对I型裂纹应力强度因子影响的近似解析解.和有限元分析结果比较表明,由于引入远场应力对夹杂的作用,导出的近似解有较好的精度,适用于处理较大尺寸和具有任意形状的夹杂对I型裂纹应力强度因子的影响. 展开更多

关键词 复合材料 夹杂 裂纹 应力强度因子 ESHELBY等效夹杂理论

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磁致伸缩复合材料性能的影响因素分析

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作者 关新春 董旭峰 欧进萍 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1430-1435,1439,共7页

首先由退磁场效应分析得到有效磁场强度与外磁场强度的关系,继而根据复合材料细观力学中的Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka方法导出了颗粒磁场伸缩应变与复合材料磁致伸缩应变的关系,结合Terfenol-D颗粒磁致应变及弹性模量与有效磁场... 首先由退磁场效应分析得到有效磁场强度与外磁场强度的关系,继而根据复合材料细观力学中的Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka方法导出了颗粒磁场伸缩应变与复合材料磁致伸缩应变的关系,结合Terfenol-D颗粒磁致应变及弹性模量与有效磁场强度的关系,最终预测了环氧基Terfenol-D复合材料磁致应变及有效弹性模量与外磁场强度的关系,并分析了颗粒含量、形状及基体弹模对复合材料饱和磁致伸缩系数及弹性模量的影响。结果表明,磁致伸缩复合材料的饱和磁致伸缩应变随颗粒含量、纵横比增大而增大,随基体弹模增大而减小;有效弹性模量随颗粒含量、颗粒纵横比、基体弹模的增大而增大;颗粒的纵横比越大、含量越大,复合材料的饱和磁场强度越小,磁致伸缩应变随磁场强度的变化越快;复合材料的有效弹性模量亦随磁场强度的增大而增大,其影响程度在颗粒体积含量和颗粒纵横比较大时尤为显著。 展开更多

关键词 磁致伸缩复合材料 磁致伸缩应变 退磁因子 ESHELBY等效夹杂理论 MORI-TANAKA方法 TERFENOL-D

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蠕变历程中电厂承压材料SA508-Ⅲ钢的细观应力研究

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作者 陈小芹 李方军 +1 位作者 谢志刚 李相清 《力学与实践》 北大核心 2021年第1期20-25,共6页

长期服役温度下(300℃以上)的承压容器及管道极易发生热老化和高温蠕变,微观组织表征为晶内粗大第二相粒子、晶界粗化和蠕变空洞,因而材料的细观非均匀性也使得细观应力分析变得更加复杂。首先详细阐述了Eshelby等效夹杂理论,针对电厂... 长期服役温度下(300℃以上)的承压容器及管道极易发生热老化和高温蠕变,微观组织表征为晶内粗大第二相粒子、晶界粗化和蠕变空洞,因而材料的细观非均匀性也使得细观应力分析变得更加复杂。首先详细阐述了Eshelby等效夹杂理论,针对电厂服役承压材料SA508-III钢的微观组织变化,当基体中夹杂一种掺入体时,即稀疏材料系统(夹杂数量少)结合蠕变第一阶段和第二阶段初期,非稀疏材料系统则结合蠕变第二阶段中期,分别进行掺入体的细观应力应变分析,并计算在温度变化或有外载荷作用时的应力和转变应变。在此基础上,进一步结合承压材料在蠕变第二阶段后期和第三阶段微观组织特征,推导了基体中夹杂两种不同掺入体的转变应变及弹性模量。 展开更多

关键词 细观应力 艾雪比等效夹杂理论 粗大第二相粒子 蠕变空洞

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