残余界面应力对纤维增强复合材料热力学性质的影响 - 张振国; 陈永强; 黄筑平 (北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会, 2015)
本文将黄筑平等人提出的界面能理论应用于单向纤维增强的复合材料有效性质的计算中,给出了横观各向同性复合材料在考虑残余界面应力影响之后的五个独立的有效弹性参数以及有效热膨胀系数和有效比热。首先将单根纤维嵌于无限大基体中,利用不同的加载模式,求出了考虑界面影响的"等效纤维"的热力学性质。将传统细观力学模型中的纤维夹杂替换为"等效纤维",采用戴兰宏等提出的基于广义自洽模型的方法推导了有效横观剪切模量,其余四个有效弹性参数则通过复合柱模型得到。最后,通过两个联系有效热学性质与有效力学性质的方程,得到了有效热膨胀系数和有效比热。与其它考虑界面的文献不同,本文用界面能理论给出的预测结果将残余界面应力的影响也考虑了进来。
Keywords: 有效热力学性质; 残余界面应力; 界面能理论; 纤维增强复合材料; 细观力学