[发明专利]一种梯度材料宏观等效弹性模量的计算方法

摘要

本发明涉及梯度材料力学分析技术领域，具体涉及一种梯度材料宏观等效弹性模量的计算方法，以解决现有梯度材料的宏观等效弹性模量获取效率低的问题。计算方法包括如下步骤：得到均匀介质层的平均应力与各相材料内部应力的关系式；得到夹杂相的扰动应变差值ε′与等效本征应变间ε^*的关系式；得到扰动应力差σ′、基体相的扰动应力以及基体相的扰动应变；确定各均匀介质层平均应力和平均应变的关系式；得到各均匀介质层的等效模量L；得到各均匀介质层的等效体积模量K和等效剪切模量G。本发明能够获取梯度区宏观等效弹性模型及泊松比数值，从而得到梯度区处材料性能分布情况，以便于进行细节应力分析，能够极大地缩短对梯度区进行细节分析的建模工作量。

主权项

一种梯度材料宏观等效弹性模量的计算方法，其中，梯度材料形成于两种预定的各向同性材料的过渡区中，所述过渡区材料的力学性能沿一预定方向呈梯度变化，且所述过渡区是具有颗粒夹杂微结构形式的多个均匀介质层的集合体，其特征在于，计算方法包括如下步骤：步骤一、根据场量平均理论得到均匀介质层的平均应力与各相材料内部应力的关系式为：$\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}=(1-V){\mathrm{\σ}}_0+{\mathrm{V\σ}}_1---\left(1\right),$其中，V表示所述梯度材料中夹杂相的体积分数，各相材料内部应力包括基体相的平均应力σ₀以及所述夹杂相的平均应力σ₁；所述基体相中平均应力σ₀与所述基体相中平均应变ε₀关系式为：${\mathrm{\σ}}_0=\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}+\widetilde{\mathrm{\σ}}=L_0({\mathrm{\ϵ}}_0+\widetilde{\mathrm{\ϵ}})---\left(2\right),$其中，表示所述基体相的扰动应力，L₀表示所述基体相的刚度张量，表示所述基体相的扰动应变；所述夹杂相中平均应力σ₁与所述基体相中平均应变ε₀关系式为：${\mathrm{\σ}}_1=\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}+\widetilde{\mathrm{\σ}}+{\mathrm{\σ}}^{\′}=L_1({\mathrm{\ϵ}}_0+\widetilde{\mathrm{\ϵ}}+{\mathrm{\ϵ}}^{\′})---\left(3\right),$其中，σ′表示所述夹杂相的扰动应力相对于所述基体相的扰动应力的扰动应力差值，ε′表示所述夹杂相的扰动应变相对于所述基体相的扰动应变的扰动应变差值，L₁表示所述夹杂相的刚度张量；步骤二、根据Eshelby等效夹杂理论引入等效本征应变ε^*，进一步得到所述夹杂相中平均应力σ₁与所述基体相中平均应变ε₀关系式为：${\mathrm{\σ}}_1=L_1({\mathrm{\ϵ}}_0+\widetilde{\mathrm{\ϵ}}+{\mathrm{\ϵ}}^{\′})=L_0({\mathrm{\ϵ}}_0+\widetilde{\mathrm{\ϵ}}+{\mathrm{\ϵ}}^{\′}-{\mathrm{\ϵ}}^{*})---\left(4\right);$步骤三、得到所述夹杂相的扰动应变差值ε′与等效本征应变间ε^*的关系式为：ε′＝Sε^*  (5)，其中，S为Eshelby张量；步骤四、得到所述扰动应力差σ′、所述基体相的扰动应力以及所述基体相的扰动应变分别为：σ′＝L₀(ε′‑ε^*)＝L₀(S‑I)ε^*  (6)，$\widetilde{\mathrm{\σ}}=-{\mathrm{V\σ}}^{\′}=-{\mathrm{VL}}_0(S-I){\mathrm{\ϵ}}^{*}---\left(7\right),$

×

专利文献下载

说明：

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书；

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利（升级中）；

3、专利数据每周两次同步更新，支持Adobe PDF格式；

4、内容包括专利技术的结构示意图、流程工艺图或技术构造图；

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升！欢迎使用！

请您登陆后，进行下载，点击【登陆】 【注册】

友情链接：交换友情链接需要网站权重大于4，网站收录10W以上，如符合条件，请联系QQ：。

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

周一至周五 9:00-18:00

版权所有http://www.vipzhuanli.com/公布日期

咨询在线客服

tel code back_top

服务热线：

投诉建议：

扫一扫，微信关注钻瓜专利网

定制专利/购买专利

行业大牛为您服务 快来咨询~