橋梁用復合材料濕熱彈（塑）性性能的變分漸近細觀力學模型.pdf

1、復合材料具有比強度高、比模量高，可設計性強等優(yōu)良特性，被廣泛應用于航空航天、汽車制造等領域。隨著現(xiàn)代交通的發(fā)展，人們對橋梁的建造速度、建設成本、使用性能的要求越來越高，具有優(yōu)良特性的復合材料也被推廣到橋梁工程領域。廣闊的應用范圍及復雜苛刻的服役條件(如濕熱力耦合場等)要求工程師對復合材料的性能具備充分的認識，以充分發(fā)揮復合材料的優(yōu)良特性。且復合材料具有非均勻性、各向異性等復雜性質，精確計算其力學性能也是亟待解決的難題。
　　本文得

2、到國家自然科學基金面上項目“變分漸近精細模型及在功能梯度壓電層合板殼多場耦合分析中的應用”(資助編號：11272363)的資助。在已有細觀力學研究方法的基礎上，將變分漸近法引入細觀力學分析中，建立一種不引入特定假設、特定邊界條件的變分漸近均勻化理論，以準確預測復合材料的力學特性。本文主要成果如下：
　?、倩谧兎譂u近均勻化理論建立可預測復合材料有效濕熱彈性性能和單胞內局部場分布的細觀力學模型。從推導復合材料濕熱彈性自由能泛函出發(fā)，

3、利用細、宏觀尺度比作為小參數(shù)對自由能泛函的主導變分項進行漸近分析，得到濕熱彈性問題的細觀力學模型和局部場分布的重構關系，并通過有限元數(shù)值方法實現(xiàn)。與ABAQUS有限元算例的對比表明：構建的細觀力學模型可有效準確地預測復合材料有效濕熱彈性屬性和重構局部濕熱應力應變場分布。
　　②基于Armstrong-Frederick非線性硬化模型、Hill屈服準則建立了考慮背應力演化機制的彈塑性本構模型。在Armstrong-Frederick

4、非線性硬化模型、Hill屈服準則的基礎上，通過基于嚴格二階徑向返回算法的完全隱式應力積分算法，建立應力積分算式。并給出該模型的有限元格式，推導出基于離散本構模型的、有限元整體節(jié)點平衡迭代所需的積分點處一致切線剛度模量。
　?、刍谧兎譂u近均勻化理論建立彈塑性復合材料的變分漸近均勻化細觀力學模型。使用變分漸近法建立均勻化自由能泛函表達式，并在有限維度空間離散和通過多級Newton-Raphson法求解宏細觀響應。通過長纖維增強金屬基