纤维增强复合材料能量耗散特性的跨尺度动剪滞模型
会议名称：《北京力学会第30届学术年会》
会议日期：2024年
学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学]
关 键 词：能量耗散 纤维增强复合材料 应变梯度效应 粘性软化效应 跨尺度模型
摘 要：先进纤维增强复合材料力学行为具有明显的微结构依赖性和跨尺度特征,经典连续介质力学理论与尺寸无关,难以准确刻画此类材料的力学行为。因此,建立能够准确刻画先进纤维增强复合材料动态力学行为的理论模型,揭秘维纳尺度微结构对能量耗散特性的作用机制,具有重要的理论意义和应用价值。本文基于应变梯度粘弹性理论,建立了先进纤维增强复合材料能量耗散特性的跨尺度动剪滞模型,研究了应变梯度和粘性软化效应对复合材料动态力学行为以及能量耗散特性的影响,并提出了经典粘度和高阶粘度协同优化策略。跨尺度模型证实了组分材料力学行为的尺寸效应对复合材料动态力学行为影响显著,揭示了应变梯度效应降低复合材料能量耗散率的微观机制。本文提出的跨尺度模型有助于理解先进微结构复合材料的抗冲击性能增强机制,研究成果可为高性能抗冲击纤维增强复合材料的设计提供理论指导。