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复合材料的微观力学

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这篇博客的重点是复合材料的微观力学建模。

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线性弹性颗粒复合材料(颗粒随机分布,颗粒与基体结合良好)的模量(杨氏模量、剪切模量、体积模量、泊松比)应为a固定值一旦给出了粒子和矩阵的性质,即粒子体积分数。

我的问题是:为什么没有一个微观力学模型可以给出精确值复合模的多少?

目前所有的细观力学模型,如稀溶液法、Mori-Tanaka法、自洽法、广义自洽法、微分法等,都只能给出估计。

亨利,

有某些类型的随机组合在三维空间中有精确的解。你可以在格雷姆·米尔顿教授的书中找到例子复合材料理论。你可以在这里找到更精确的关系(主要是二维情况)格雷姆的网页

今天我和Graeme谈了这个问题,他的感觉是“随机”合成的确切性质尚不清楚。因此,从Kramer(?) on的工作开始,有大量不同类型的随机复合材料的结果完全随机复合材料根本就没有点对点的关联。

然而,这种完全随机的合成在任何物理情况下都很难想象。事实上,描述任何材料的变形(或电磁等)的偏微分方程都需要一定程度的平滑才能被适定。换句话说,任何“随机”组合都必须包含关于各点之间相关性的统计信息。

体积分数只是提供了一个一阶相关函数。必须考虑所有阶的相关函数才能得到精确解。这一要求必然迫使我们选择近似值。

Biswajit

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非常感谢。

这个问题困扰了我很长时间,现在我松了一口气。

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固体推进剂和烈性炸药可以看作是聚合物粘结剂基体中含能粒子的复合材料。

这些含能材料表现出强烈的粒径效应。例如:
(1)烈性炸药中大颗粒比小颗粒更早脱落。
(2)在高能粒子的一定体积分数下,大颗粒和小颗粒的混合物比仅小颗粒的爆炸性高得多。

颗粒尺寸对炸药的性能有很大的影响,但经典的复合材料理论由于不考虑材料的固有长度而无法预测颗粒尺寸效应。

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受拉伸和压缩作用的复合材料的性能可能不同。

因此,这些属性也依赖于加载。

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引用:

新书:复合材料的计算细观力学
http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/1361

小列昂·米什纳耶夫斯基
http://www.geocities.com/CapeCanaveral/8807/

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罗格斯在1962年发表了一篇关于分散体系粘度与体积浓度关系方程的综述论文。它大约有40页长,所以即使是体积分数也不容易解释。但测试这种材料也相当困难。

另一个领域涉及压缩/平板系统,其中双组分片剂(+孔隙度=三组分)的性能预测仍然不直接。

赵克杰的照片

嗨,亨利,

我同意微机制不能给出确切数值的观点。我做了一些关于分子动力学模拟的工作,所以我想在我所知的范围内就这个话题说一些想法。微观建模与宏观研究的主要差异可能体现在三个方面:时间尺度、尺寸尺度和真实材料的不完美建模。我们知道,大多数动力学模拟都是在ps尺度和高应变速率(10^6~10^12)下进行的,由于计算资源有限,模拟宏观实验是非常困难的,尤其是准静态问题。当然,MD方法并没有什么问题,但在目前的条件下,微观建模和实验之间仍然很难建立一般的相关性。二是尺寸尺度,我们知道在原子尺度上,连续介质假设是不合适的,大多数材料在微观和亚微观尺度上的表现有很大的不同。因此,给出多尺度之间的联系仍然是一个悬而未决的问题,甚至不是宏观问题的确切值。最初诱导的缺陷。据我所知,由于真实的材料总是充满了各种缺陷,微建模方法还无法模拟这些缺陷。

所以我认为微观建模方法不应该过于强调精确的数值。对于一些连续介质理论难以万博体育平台解决的问题,如基于离散事物的变形机制,如位错等,以及宏观力学行为的预测,这些方法可能会使力学工作者受益最多。

Kejie

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当粒子体积分数接近1时,微观力学的估计有多精确?

亲爱的机械万博体育平台技师,

谢谢你的有益讨论。我有一个问题:是否有可能通过一个单元胞来计算全周期介质的有效刚度的确切值?

非常感谢

问候

余文斌的照片

是的。可以通过一个单元格计算出全周期介质有效刚度的精确值。如果你使用VAMUCH,一个通用的微力学代码,无论你是使用一个单元格还是多个单元格,你都会得到相同的有效属性。

亲爱的机械万博体育平台技师,

我的研究领域预测复合材料的脱粘

我怎样才能找到要选择哪个单元格来进行脱键分析,以及如何在单元格上获得牵引力

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