随机增强复合材料刚度预测

以高体积份数、随机分布的复合材料刚度预测为目标，本文的工作要点如下：1．根据三维链网模型理论，完善三维链网模型数值模拟软件，成为模拟非均匀介质，特别是短纤维增强复合材料力学行为的有效工具。2．研究了短纤维增强复合材料应变分布的统计规律，检验了将增强纤维简化为一维构元的可行性。得到了短纤维应变平均值与纤维轴线所在方向宏观线应变的关系，导出刚度张量的显式表达式。3．研究了颗粒增强复合材料应变分布的统计规律，针对材料经历宏观纯体积变形和纯剪切变形两种典型变形方式，分别计算了颗粒与基体应变平均值、应变涨落与宏观应变的关系，导出了复合材料的体积模量和剪切模量。可以预测增强体任意分布、任意加载方式下材料的刚度。4．研究了增强颗粒刚度比、体积份数、相对尺寸、排列方式、几何形状等因素与材料应变分布统计参数的关系，并推断这些因素对复合材料刚度的影响。