含弧形裂纹复合陶瓷强度的尺度效应

认为含弧形裂纹复合陶瓷由随机方向的三相胞元与有效介质构成,用细观力学的方法研究了复合陶瓷的损伤失效和强度。首先确定三相胞元的外载应变,再依据复合陶瓷在损伤过程中的细观应力场和广义热力学力,计算出三相胞元内基体和颗粒的损伤等效应力,当基体和颗粒的损伤等效应力分别等于两者的极限应力时,得到基体和颗粒的破坏应力。然后,根据混合型应力强度因子计算弧形裂纹扩展时的能量释放率,进而得到界面的破坏应力。最后综合考虑基体、颗粒和和界面损伤影响,获得含弧形裂纹复合陶瓷的宏观强度及其尺度效应。

复合陶瓷含片状夹杂共晶体的理论断裂强度

应用四相模型法研究含片状夹杂复合共晶体的细观应力场．在基体、界面相和片状夹杂为各向同性的条件下，得到细观应力分布规律，并表现出明显的尺度效应．应用位错塞积理论研究片状夹杂内的位错运动，通过两相界面处位错塞积产生的应力集中确定其在基体内产生的最大张应力，导致基体首先被破坏失效，当基体内最大张应力等于分子理论的断裂强度时，得到共晶体断裂强度的理论表达式．结果表明：含片状夹杂共晶复合陶瓷强度随夹杂厚度增加而减小．

基于虚位移原理的宏细观统一本构模型

结合虚位移原理和宏细观统一本构模型的基本理论提出了一种宏细观统一本构模型.该模型将宏观位移表示为宏观应变与细观位移的线性组合,然后应用虚位移原理建立基本方程,采用有限元法进行求解,得到宏观应变增量和应力增量的关系式.通过算例分析对比了模型与FVDAM(finite volume directe aver-age method)的应力场和计算效率,结果表明模型不仅具有较高的精度而且提高了计算效率.采用模型预测了复合材料的偏轴弹性模量和弹塑性应力应变响应.其中偏轴弹性模量与转轴公式计算结果相符,而弹塑性应力应变响应与实验结果吻合.