对于含平行裂纹的耐磨弯头表现出来的横观各向同性, 引入Walpole’s基来表示和计算。通过构造能量密度支函数来定义耐磨弯头复合材料的宏观应力, 在非线性均质化方案中采用了基于能量原理的修正割线法, 考虑了静水压力对偏应变的影响。研究了含微裂纹材料弹性刚度张量的三种解法: 稀疏解法、 MT法和PCW法, 获得了含平行币状裂纹材料具有Drucker-Prager型式的宏观强度准则, 研究结果表明, 材料的弹性模量比和宏观摩擦系数随着裂纹的体积分数增加而减小, 并且裂纹外形比越小, 稀疏解法、 MT法和PCW法对材料的弹性模量比和宏观摩擦系数预测曲线差异越大。
基于Mori-Tanaka方法和Eshelby等效夹杂理论，建立弹性阶段基体和纤维平均应力之间的桥联矩阵，导出了该矩阵各元素的显式。鉴于工程实际材料对柔度矩阵对称性的要求并考虑组分材料物理性能和细观几何特征等因素的影响，对耐磨复合弯头所导出的桥联矩阵进行合理简化。引入与基体等效塑性应变相关联的修正参数，以此确定纤维和基体中应力分配。数值结果表明，本文中建立的耐磨复合弯头复合材料非线性理论模型与实验结果吻合较好。
建立了用于描述具有弱界面的耐磨弯头复合材料的三层嵌入式模型。首先, 给出了计算多夹杂复合材料有效性能的公式, 随后将三层嵌入式模型分成两种体系得到了相应的细观力学近似方法。
此外, 针对耐磨弯头中间层模型进一步给出了快速多极边界元的基本列式。*后, 通过算例验证所提出的两种方法的正确性及有效性, 并进一步考察了界面性能对耐磨复合弯头复合材料整体宏观性能的影响。比较结果发现, 细观力学近似模型形式简单, 易于编程计算, 适用于快速预测具有弱界面的复合材料有效弹性性能。而数值算法能够快速有效直观的考察复合材料内部受弱界面影响后的应力分布。算例分析结果表明, 当耐磨弯头中间层厚度较大而弹性模量较低时, 会使得夹杂不再具有增强效果。并且, 随着中间层厚度的增加, 基体内承担的*大应力也随之增加, 从而容易导致耐磨复合弯头复合材料在界面处产生破坏。来源：www.sdduihanji.com |
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