夾雜物干涉機制及其對材料細觀損傷的影響機理

目錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 夾雜物研究進展 1
1.2.1 夾雜物對基體力學性能的影響 1
1.2.2 夾雜物理論的發(fā)展與應用 2
1.3 顆粒增強金屬基復合材料的研究進展 6
1.3.1 顆粒增強金屬基復合材料的發(fā)展應用 6
1.3.2 顆粒增強金屬基復合材料的研究現(xiàn)狀 6
1.4 目前研究工作存在的主要不足 16
1.5 本書的主要研究內容 16
第2章 等效夾雜物研究方法 18
2.1 Eshelby解析方法 18
2.1.1 均勻性夾雜物 19
2.1.2 彈性模量與基體彈性模量相同的各向同性橢球夾雜物 20
2.2 Moschovidis數(shù)值方法 23
2.2.1 橢球夾雜物本征應變的多項式描述 24
2.2.2 等效方程和應變場 25
2.3 Eshelby方法與Moschovidis方法的比較 26
2.4 多個非均勻性夾雜物等效方程 26
2.5 本章小結 28
第3章 多夾雜物數(shù)值計算 29
3.1 多夾雜物數(shù)值計算程序 29
3.1.1 主程序基本步驟 29
3.1.2 主程序中的張量處理 29
3.1.3 主程序中的部分變量、過程和函數(shù) 30
3.1.4 與計算Dijkl 及其各階導數(shù)Dijkl，q 相關的子程序 33
3.2 多夾雜物數(shù)值計算程序計算結果分析 33
3.2.1 與球形空洞精確解的比較 33
3.2.2 與單個空洞和兩個空洞數(shù)值計算結果的比較 34
3.3 多夾雜物間的應力場計算及其相互影響分析 38
3.3.1 孔洞群及裂紋群的局部應力場 39
3.3.2 硬質夾雜物區(qū)域的局部應力場 41
3.3.3 不同類型夾雜物間相互作用的影響 45
3.4 本章小結 48
第4章 顆粒增強鋁基復合材料細觀損傷實驗分析 50
4.1 試樣制備及材料性能測試 50
4.1.1 試樣制備 50
4.1.2 材料的微屈服性能及彈性模量測試 50
4.2 復合材料微結構細觀觀測 52
4.2.1 拉伸疲勞試驗 52
4.2.2 壓縮疲勞試驗 57
4.3 細觀觀測結果討論 61
4.4 本章小結 63
第5章 數(shù)字實時全息干涉實驗 64
5.1 全息技術發(fā)展概要 64
5.2 數(shù)字全息技術 65
5.3 數(shù)字全息干涉術的基本理論 65
5.3.1 傳統(tǒng)全息的二次曝光法的基本原理 65
5.3.2 數(shù)字全息干涉術的記錄與再現(xiàn) 67
5.4 傳統(tǒng)4f系統(tǒng)的改進及數(shù)字實時全息測量的實現(xiàn) 69
5.4.1 等效4f系統(tǒng) 70
5.4.2 測量數(shù)據(jù)處理原理 71
5.4.3 消零級衍射干擾的處理 72
5.5 數(shù)字全息干涉實驗 74
5.5.1 酒精燈火焰的數(shù)字全息再現(xiàn) 74
5.5.2 夾雜物應變場數(shù)字實時全息與傳統(tǒng)實時全息測量結果比較 77
5.6 數(shù)字實時全息測量系統(tǒng)討論 79
5.7 夾雜物應變場的數(shù)字全息測試及其與數(shù)值計算結果的比較 80
5.7.1 空洞 81
5.7.2 裂紋 83
5.8 本章小結 85
第6章 有限元損傷分析技術 87
6.1 彈性力學的基本方程和變分原理 87
6.1.1 彈性力學基本方程的矩陣形式 87
6.1.2 虛功原理 91
6.1.3 線彈性力學的變分原理 92
6.2 顆粒增強復合材料有限元模型的建立 92
6.2.1 立方胞體模型 93
6.2.2 多顆粒隨機分布胞體模型 94
6.2.3 軸對稱胞體模型 95
6.2.4 平面應變胞體模型 96
6.2.5 數(shù)值模擬的控制方程 96
6.2.6 模型的邊界條件以及網(wǎng)格設置 98
6.3 顆粒增強復合材料的有限元損傷分析 99
6.3.1 對顆粒增強復合材料彈性模量的有限元計算 99
6.3.2 顆粒增強復合材料拉應力狀態(tài)下的應力分布情況及細觀損傷分析 100
6.3.3 有限元計算與實驗比較及損傷分析 103
6.3.4 軸對稱計算與數(shù)字全息干涉實驗的比較 105
6.4 本章小結 106
參考文獻 107
附錄A 數(shù)值計算程序中采用的公式和定義 114
附錄B 球形增強顆粒RSA方法的APDL程序實現(xiàn) 127
附錄C 多顆粒隨機分布胞體模型中顆粒的位置及半徑 130