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复合材料为何具有可设计性

作者: 来源: 日期:2016-9-5 19:33:59 人气:0 评论:0

复合材料在弹性模量、线胀系数和材料强度等方面具有明显的各向异性性质。复合材料的各向异性虽然使分析工作复杂化了,但也给复合材料的设计提供了一个契机。人们可以根据不同方向上对刚度和强度等材料性能的特殊要求来设计复合材料及结构,制砂机生产厂家以满足工程实际中的特殊需要。复合材料的不均匀性也是其显著的特点。复合材料的几何非线性及物理非线性也是要特殊考虑的。复合材料的可设计性是它超过传统材料的最显著的优点之一。

复合材料具有不同层次上的宏观、细观和微观结构,如复合材料层合板中的纤维及纤维与基体的界面可视为微观结构,而层合板作为宏观结构,因此可采用细观力学理论和/ 或数值分析手段对其进行设计。1520反击破设计的复合材料可以在给定方向上具有所需要的刚度、强度及其他性能,而各向同性的传统材料则不具有这样的设计性。从复合材料的宏观、细观和微观结构角度来看,可将复合材料分为图3.1 所示的几种类型。

复合材料设计涉及多个变量的优化及多层次设计的选择。复合材料设计问题要求确定增强体的几何特征(连续纤维、颗粒等)、基体材料、增强材料和增强体的微观结构以及增强体的体积分数。要想通过对上述设计变量进行系统的优化是一件比较复杂的事情。数值优化技术对材料设计问题提供了一种可行的替代方法。例如,对复合材料的层合板进行设计,为冲击式破碎机 使其强度达到要求,可利用有限元法并结合适当的强度准则及本构模型对其进行材料及结构参数的优化;对复合材料壳体进行设计,为使其稳定性达到要求,可利用有限元法并结合相应的失稳模式及准则对其进行系统优化。