對于含平行裂紋的耐磨彎頭表現出來的橫觀各向同性, 引入Walpole’s基來表示和計算。通過構造能量密度支函數來定義耐磨彎頭復合材料的宏觀應力, 在非線性均質化方案中采用了基于能量原理的修正割線法, 考慮了靜水壓力對偏應變的影響。研究了含微裂紋材料彈性剛度張量的三種解法: 稀疏解法、 MT法和PCW法, 獲得了含平行幣狀裂紋材料具有Drucker-Prager型式的宏觀強度準則, 研究結果表明, 材料的彈性模量比和宏觀摩擦系數隨著裂紋的體積分數增加而減小, 并且裂紋外形比越小, 稀疏解法、 MT法和PCW法對材料的彈性模量比和宏觀摩擦系數預測曲線差異越大。
基于Mori-Tanaka方法和Eshelby等效夾雜理論，建立彈性階段基體和纖維平均應力之間的橋聯矩陣，導出了該矩陣各元素的顯式。鑒于工程實際材料對柔度矩陣對稱性的要求并考慮組分材料物理性能和細觀幾何特征等因素的影響，對耐磨復合彎頭所導出的橋聯矩陣進行合理簡化。引入與基體等效塑性應變相關聯的修正參數，以此確定纖維和基體中應力分配。數值結果表明，本文中建立的耐磨復合彎頭復合材料非線性理論模型與實驗結果吻合較好。
建立了用于描述具有弱界面的耐磨彎頭復合材料的三層嵌入式模型。首先, 給出了計算多夾雜復合材料有效性能的公式, 隨后將三層嵌入式模型分成兩種體系得到了相應的細觀力學近似方法。
此外, 針對耐磨彎頭中間層模型進一步給出了快速多極邊界元的基本列式。*后, 通過算例驗證所提出的兩種方法的正確性及有效性, 并進一步考察了界面性能對耐磨復合彎頭復合材料整體宏觀性能的影響。比較結果發現, 細觀力學近似模型形式簡單, 易于編程計算, 適用于快速預測具有弱界面的復合材料有效彈性性能。而數值算法能夠快速有效直觀的考察復合材料內部受弱界面影響后的應力分布。算例分析結果表明, 當耐磨彎頭中間層厚度較大而彈性模量較低時, 會使得夾雜不再具有增強效果。并且, 隨著中間層厚度的增加, 基體內承擔的*大應力也隨之增加, 從而容易導致耐磨復合彎頭復合材料在界面處產生破壞。來源：www.sdduihanji.com |
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