文档介绍：硕士学位论文
考虑热应力的复合材料界面性能研究
STUDY ON INTERFACE PARAMETERS OF
COMPOSITE MATERIALS WITH
CONSIDERATION OF THE EFFECT OF
THERMAL STRESSES
翁艳艳
哈尔滨工业大学
2012 年 7 月
国内图书分类号:TB332 学校代码:10213
国际图书分类号:621 密级:公开
工学硕士学位论文
考虑热应力的复合材料界面性能研究
硕士研究生: 翁艳艳
导师: 谢志民教授
申请学位: 工学硕士
学科: 工程力学
所在单位: 复合材料与结构研究所
答辩日期: 2012 年 7 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index: TB332
: 621
Dissertation for the Master Degree in Engineering
STUDY ON INTERFACE PARAMETERS OF
COMPOSITE MATERIALS WITH
CONSIDERATION OF THE EFFECT OF
THERMAL STRESSES
Candidate: Weng Yanyan
Supervisor: Zhimin
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Engineering Mechanics
Affiliation: Center posite Materials
Date of Defence: July, 2012
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
影响复合材料性能的因素有很多,其中复合材料的界面状况和热残余应力
在复合材料中的分布状况是两个主要因素。在复合材料的界面上由于增强相和
基体相的力学性能不同,而产生的应力集中现象是导致材料破坏的主要原因之
一。增强相和基体的热膨胀系数不同,在制备过程中产生的热残余应力对界面
性能的影响很大,残余应力的存在还可能加强材料的破坏。在非理想界面条件
下的中性夹杂不会对周围的弹性基体的应力场产生干扰,能够消除应力集中现
象。因此,在考虑热残余应力的作用下,研究满足中性增强相条件的界面参数,
并对其进行设计,对提高复合材料的性能有重要意义。
本文采用零厚度非理想界面模型,得出复合材料中的热应力及其对应的位
移在材料中的分布。根据非理想界面条件,得出平面变形下,当增强相截面为
圆形和椭圆形两种情况下,各向同性和横观各向同性复合材料中性界面存在的
条件,在此基础上,建立结构界面模型,获得了满足中性条件的结构界面的参
数,并讨论了影响结构界面参数的主要因素。
经研究可知,对于增强相截面为圆形和椭圆形两种情况,中性界面参数在
整个界面上的分布是位置的函数;界面参数与材料的弹性性能、给定的外部应
力场和初始热应力相关。各向同性材料和横观各向同性材料中性界面参数具有
相同的表达形式。对于结构界面的研究发现,结构界面参数与桁架的杆的个数,
界面厚度和增强相和基体的弹性常数比值有关。在平面变形下,给出各向同性
和横观各向同性复合材料,圆形和椭圆形截面增强相的结构界面参数,并得到
杆的数量、界面厚度和组分材料弹性常数比值对界面参数的影响规律,为得到
满足中性条件的复合材料的设计提供了理论依据。
关键词:中性界面;非理想界面;界面参数;结构界面;热应力;平面变形
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
There are many factors which produce an effect on the property posite
material, whereas the situation posite material interface and the distribution of
thermal stress in posites are the most important. Owing to the difference of