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缠绕型碳纳米管增强陶瓷基复合材料的有效刚度和应力分析
1
作者
宋瑞兰
罗冬梅
汪文学
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期225-233,共9页
以直线型、余弦波型和缠绕型空心碳纳米管增强陶瓷基复合材料的三维特征体积单元模型为研究对象,利用满足精确周期性边界条件的均质化法计算该模型的有效弹性模量和局部应力,分析碳纳米管的几何形状、尺寸和力学特性对碳纳米管复合材料...
以直线型、余弦波型和缠绕型空心碳纳米管增强陶瓷基复合材料的三维特征体积单元模型为研究对象,利用满足精确周期性边界条件的均质化法计算该模型的有效弹性模量和局部应力,分析碳纳米管的几何形状、尺寸和力学特性对碳纳米管复合材料力学性能的影响,并与经典混合法则、Halpin-Tsai法及其他数值模拟的结果进行对比.结果表明:碳纳米管的几何缠绕特性对横向变形有较好的限制作用;缠绕型复合材料的力学性能呈曲线变化,比直线型和余弦波型碳纳米管复合材料更容易受几何特性的影响:缠绕型碳纳米管的最大轴向应力和最大等效应力随碳纳米管外径的增大而增大,但碳纳米管的各向异性会降低碳纳米管的最大应力,导致缠绕型碳纳米管复合材料传递应力的能力减弱;双尺度均质化法和有限元法结合能有效反映力学性能的变化特征,是分析具有复杂微观结构力学性能的有效方法.
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关键词
均质化法
缠绕型碳纳米管
陶瓷基复合材料
有效力学性能
局部应力分布
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职称材料
题名
缠绕型碳纳米管增强陶瓷基复合材料的有效刚度和应力分析
1
作者
宋瑞兰
罗冬梅
汪文学
机构
河北世洋工程检测有限公司
佛山科学技术学院土木工程系
日本九州大学应用力学研究所
出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期225-233,共9页
基金
国家自然科学基金项目(10772047/A020206,11172066/A020305)
佛山市高校医院科研基础平台(2016AG100341)
+1 种基金
佛山市智慧型陆地与海洋土木工程材料研究开发中心(201909)
海外名师项目(2020A1414010)。
文摘
以直线型、余弦波型和缠绕型空心碳纳米管增强陶瓷基复合材料的三维特征体积单元模型为研究对象,利用满足精确周期性边界条件的均质化法计算该模型的有效弹性模量和局部应力,分析碳纳米管的几何形状、尺寸和力学特性对碳纳米管复合材料力学性能的影响,并与经典混合法则、Halpin-Tsai法及其他数值模拟的结果进行对比.结果表明:碳纳米管的几何缠绕特性对横向变形有较好的限制作用;缠绕型复合材料的力学性能呈曲线变化,比直线型和余弦波型碳纳米管复合材料更容易受几何特性的影响:缠绕型碳纳米管的最大轴向应力和最大等效应力随碳纳米管外径的增大而增大,但碳纳米管的各向异性会降低碳纳米管的最大应力,导致缠绕型碳纳米管复合材料传递应力的能力减弱;双尺度均质化法和有限元法结合能有效反映力学性能的变化特征,是分析具有复杂微观结构力学性能的有效方法.
关键词
均质化法
缠绕型碳纳米管
陶瓷基复合材料
有效力学性能
局部应力分布
Keywords
homogenization method
winding carbon nano-tube
ceramic matrix composite
effective mechanical property
local stress distribution
分类号
TJ04 [兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
缠绕型碳纳米管增强陶瓷基复合材料的有效刚度和应力分析
宋瑞兰
罗冬梅
汪文学
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
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