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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 夹杂物研究进展1

1.2.1 夹杂物对基体力学性能的影响1

1.2.2 夹杂物理论的发展与应用2

1.3 颗粒增强金属基复合材料的研究进展6

1.3.1 颗粒增强金属基复合材料的发展应用6

1.3.2 颗粒增强金属基复合材料的研究现状6

1.4 目前研究工作存在的主要不足16

1.5 本书的主要研究内容16

第2章 等效夹杂物研究方法18

2.1 Eshelby解析方法18

2.1.1 均匀性夹杂物19

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20

2.2 Moschovidis数值方法23

2.2.1 椭球夹杂物本征应变的多项式描述24

2.2.2 等效方程和应变场25

2.3 Eshelby方法与Moschovidis方法的比较26

2.4 多个非均匀性夹杂物等效方程26

2.5 本章小结28

第3章 多夹杂物数值计算29

3.1 多夹杂物数值计算程序29

3.1.1 主程序基本步骤29

3.1.2 主程序中的张量处理29

3.1.3 主程序中的部分变量、过程和函数30

3.1.4 与计算Dijkl…及其各阶导数Dijkl，q…相关的子程序33

3.2 多夹杂物数值计算程序计算结果分析33

3.2.1 与球形空洞精确解的比较33

3.2.2 与单个空洞和两个空洞数值计算结果的比较34

3.3 多夹杂物间的应力场计算及其相互影响分析38

3.3.1 孔洞群及裂纹群的局部应力场39

3.3.2 硬质夹杂物区域的局部应力场41

3.3.3 不同类型夹杂物间相互作用的影响45

3.4 本章小结48

第4章 颗粒增强铝基复合材料细观损伤实验分析50

4.1 试样制备及材料性能测试50

4.1.1 试样制备50

4.1.2 材料的微屈服性能及弹性模量测试50

4.2 复合材料微结构细观观测52

4.2.1 拉伸疲劳试验52

4.2.2 压缩疲劳试验57

4.3 细观观测结果讨论61

4.4 本章小结63

第5章 数字实时全息干涉实验64

5.1 全息技术发展概要64

5.2 数字全息技术65

5.3 数字全息干涉术的基本理论65

5.3.1 传统全息的二次曝光法的基本原理65

5.3.2 数字全息干涉术的记录与再现67

5.4 传统4f系统的改进及数字实时全息测量的实现69

5.4.1 等效4f系统70

5.4.2 测量数据处理原理71

5.4.3 消零级衍射干扰的处理72

5.5 数字全息干涉实验74

5.5.1 酒精灯火焰的数字全息再现74

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77

5.6 数字实时全息测量系统讨论79

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80

5.7.1 空洞81

5.7.2 裂纹83

5.8 本章小结85

第6章 有限元损伤分析技术87

6.1 弹性力学的基本方程和变分原理87

6.1.1 弹性力学基本方程的矩阵形式87

6.1.2 虚功原理91

6.1.3 线弹性力学的变分原理92

6.2 颗粒增强复合材料有限元模型的建立92

6.2.1 立方胞体模型93

6.2.2 多颗粒随机分布胞体模型94

6.2.3 轴对称胞体模型95

6.2.4 平面应变胞体模型96

6.2.5 数值模拟的控制方程96

6.2.6 模型的边界条件以及网格设置98

6.3 颗粒增强复合材料的有限元损伤分析99

6.3.1 对颗粒增强复合材料弹性模量的有限元计算99

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100

6.3.3 有限元计算与实验比较及损伤分析103

6.3.4 轴对称计算与数字全息干涉实验的比较105

6.4 本章小结106

参考文献107

附录A 数值计算程序中采用的公式和定义114

附录B 球形增强颗粒RSA方法的APDL程序实现127

附录C 多颗粒随机分布胞体模型中颗粒的位置及半径130