导语

  

内容提要

  

    本书基于Eshelby等效夹杂物方法，以多夹杂物间的干涉机制及其对材料细观损伤的衍生和演化的影响为研究对象，通过数值计算、数字全息干涉实验和有限元分析技术，对复合材料的损伤演化问题进行详细阐述。
    全书由6章构成。第1章对夹杂物领域的研究现状进行综述；第2章基于Eshelby等效夹杂物方法，参考Moschovidis方法，编写能用于计算不同类型多夹杂物应力应变场的数值计算程序；第3章通过与文献中的计算结果比较，验证本书编写的多夹杂物数值计算程序的合理性和可靠性；第4章在不同疲劳应力水平下，对颗粒增强铝基复合材料细观损伤的衍生和演化情况进行细观观测；第5章开发数字实时全息测量系统，研究典型构型空洞和裂纹的干涉应变场，与本书的计算结果进行对比分析；第6章改进多颗粒随机分布有限元模型，分析颗粒增强复合材料中颗粒的开裂、脱粘、微裂纹萌生演化等细观损伤的衍生和演化机理。
    本书可作为材料科学与工程、工程力学等专业的研究生教材，也可供相关专业的科研人员参考。

第1章  绪论
  1.1  概述
  1.2  夹杂物研究进展
    1.2.1  夹杂物对基体力学性能的影响
    1.2.2  夹杂物理论的发展与应用
  1.3  颗粒增强金属基复合材料的研究进展
    1.3.1  颗粒增强金属基复合材料的发展应用
    1.3.2  颗粒增强金属基复合材料的研究现状
  1.4  目前研究工作存在的主要不足
  1.5  本书的主要研究内容
第2章  等效夹杂物研究方法
  2.1  Eshelby解析方法
    2.1.1  均匀性夹杂物
    2.1.2  弹性模量与基体弹性模量相同的各向同性椭球夹杂物
  2.2  Moschovidis数值方法
    2.2.1  椭球夹杂物本征应变的多项式描述
    2.2.2  等效方程和应变场
  2.3  Eshelby方法与Moschovidis方法的比较
  2.4  多个非均匀性夹杂物等效方程
  2.5  本章小结
第3章  多夹杂物数值计算
  3.1  多夹杂物数值计算程序
    3.1.1  主程序基本步骤
    3.1.2  主程序中的张量处理
    3.1.3  主程序中的部分变量、过程和函数
    3.1.4  与计算Dijkl…及其各阶导数Dijkl，q…相关的子程序
  3.2  多夹杂物数值计算程序计算结果分析
    3.2.1  与球形空洞精确解的比较
    3.2.2  与单个空洞和两个空洞数值计算结果的比较
  3.3  多夹杂物间的应力场计算及其相互影响分析
    3.3.1  孔洞群及裂纹群的局部应力场
    3.3.2  硬质夹杂物区域的局部应力场
    3.3.3  不同类型夹杂物间相互作用的影响
  3.4  本章小结
第4章  颗粒增强铝基复合材料细观损伤实验分析
  4.1  试样制备及材料性能测试
    4.1.1  试样制备
    4.1.2  材料的微屈服性能及弹性模量测试
  4.2  复合材料微结构细观观测
    4.2.1  拉伸疲劳试验
    4.2.2  压缩疲劳试验
  4.3  细观观测结果讨论
  4.4  本章小结
第5章  数字实时全息干涉实验
  5.1  全息技术发展概要
  5.2  数字全息技术
  5.3  数字全息干涉术的基本理论
    5.3.1  传统全息的二次曝光法的基本原理
    5.3.2  数字全息干涉术的记录与再现
  5.4  传统4f系统的改进及数字实时全息测量的实现
    5.4.1  等效4f系统
    5.4.2  测量数据处理原理
    5.4.3  消零级衍射干扰的处理
  5.5  数字全息干涉实验
    5.5.1  酒精灯火焰的数字全息再现
    5.5.2  夹杂物应变场数字实时全息与传统实时全息测量结果比较
  5.6  数字实时全息测量系统讨论
  5.7  夹杂物应变场的数字全息测试及其与数值计算结果的比较
    5.7.1  空洞
    5.7.2  裂纹
  5.8  本章小结
第6章  有限元损伤分析技术
  6.1  弹性力学的基本方程和变分原理
    6.1.1  弹性力学基本方程的矩阵形式
    6.1.2  虚功原理
    6.1.3  线弹性力学的变分原理
  6.2  颗粒增强复合材料有限元模型的建立
    6.2.1  立方胞体模型
    6.2.2  多颗粒随机分布胞体模型
    6.2.3  轴对称胞体模型
    6.2.4  平面应变胞体模型
    6.2.5  数值模拟的控制方程
    6.2.6  模型的边界条件以及网格设置
  6.3  颗粒增强复合材料的有限元损伤分析
    6.3.1  对颗粒增强复合材料弹性模量的有限元计算
    6.3.2  颗粒增强复合材料拉应力状态下的应力分布情况及细观损伤分析
    6.3.3  有限元计算与实验比较及损伤分析
    6.3.4  轴对称计算与数字全息干涉实验的比较
  6.4  本章小结
参考文献
附录A  数值计算程序中采用的公式和定义
附录B  球形增强颗粒RSA方法的APDL程序实现
附录C  多颗粒随机分布胞体模型中颗粒的位置及半径