復(fù)合材料的基本理論(已改無錯(cuò)字)
2023-06-27 05:11:32 本頁面
【正文】 注意事項(xiàng)：充分理解數(shù)值方法的基礎(chǔ)，邊界條件的意義。 物理性能的復(fù)合法則 對(duì)于復(fù)合材料，最引人注目的是其高比強(qiáng)度、高比彈性模量等力學(xué)性能。但是其物理性能 (nonstructural properties)也應(yīng)該通過復(fù)合化得到提高。物理性能包括 ?加和（平均）特性 ?乘積（傳遞）特性 ?結(jié)構(gòu)敏感特性 復(fù)合材料的復(fù)合效應(yīng) 線性效應(yīng) 非線性效應(yīng) 加和效應(yīng) 平均效應(yīng) 相補(bǔ)效應(yīng) 相抵效應(yīng) 乘積效應(yīng) 系統(tǒng)效應(yīng) 誘導(dǎo)效應(yīng) 共振效應(yīng) 加和特性 (mean properties) 主要由原材料的組合形狀和體積分?jǐn)?shù)決定復(fù)合材料的性能。相當(dāng)于力學(xué)性能中的彈性模量、線膨脹率等結(jié)構(gòu)不敏感特性。復(fù)合法則為 式中 Pc為復(fù)合材料的特性， Pi為構(gòu)成復(fù)合材料的原材料的特性， Vi為構(gòu)成復(fù)合材料的原材料的體積分?jǐn)?shù)， n由實(shí)驗(yàn)確定，其范圍為 1?n?1。熱傳導(dǎo)、電導(dǎo)、透磁率等都屬于此類，稱為移動(dòng)現(xiàn)象。其穩(wěn)態(tài)過程可以按靜電場、靜磁場的方法處理。 P P Vc i n iiN??? ( )1 加和特性 (mean properties) 為了將此類問題統(tǒng)一處理，現(xiàn)考慮標(biāo)量場勢 ?，流束 Ji以及由定義的梯度場。矢量 Ji與 Xi的關(guān)系為 Ji=LijXi 式中 Lij為二維矩陣，相當(dāng)于熱傳導(dǎo)、電導(dǎo)等物理常數(shù)。 誘電率、透磁率、電導(dǎo)系數(shù)、熱導(dǎo)率、擴(kuò)散系數(shù)等穩(wěn)態(tài)過程的相似性 現(xiàn)象 勢 ? 梯度 Xi=?? 物理常數(shù) Lij 流束 Ji=Lijxi 靜電場 靜磁場 電導(dǎo) 熱傳導(dǎo) 擴(kuò)散 靜電勢 磁勢 電動(dòng)勢 溫度 濃度 電場 磁場 電場 溫度梯度 濃度梯度 誘電率 透磁率 電導(dǎo)率 熱導(dǎo)率 擴(kuò)散系數(shù) 電場密度 磁場密度 電流密度 熱流束 質(zhì)量流束 傳遞特性 (乘積特性， product properties) ? 復(fù)合材料的乘積特性的概念是充分發(fā)揮構(gòu)成復(fù)合材料的兩種以上原材料的不同性能 。 對(duì)于復(fù)合材料 ， 假定 X作為輸入時(shí)產(chǎn)生輸出 Y（ Y/X） ；而 Y又作為第二次的輸入 ， 產(chǎn)生輸出 Z（ Z/Y） 。這樣就相當(dāng)于產(chǎn)生了連鎖反應(yīng) ， 從而引出新的機(jī)能 （ Z/X） 。 這種基本想法與傳統(tǒng)的的復(fù)合材料中 “ 引入作為強(qiáng)化的材料的第二相以改善基體材料的性能不足的部分 ” 的想法從
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