【摘 要】
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本文针对交错排布纳米复合材料的刚度、粘弹性和强度等力学性能预测提出了考虑界面应力效应的二维"拉伸-剪切链"模型。考虑界面应力效应,基于拉剪链模型,建立了考虑/不考虑拉伸区的两种拉剪链模型,分别用来计算了中心交错排布纳米复合材料的等效模量,并进行了对比。接着根据粘弹性的对应性原理,将该模型推广到了线性粘弹性问题,计算了纳米复合材料的动态模量,进而预测了该材料的能量吸收能力。基于所提出的界面模量的等效
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本文针对交错排布纳米复合材料的刚度、粘弹性和强度等力学性能预测提出了考虑界面应力效应的二维"拉伸-剪切链"模型。考虑界面应力效应,基于拉剪链模型,建立了考虑/不考虑拉伸区的两种拉剪链模型,分别用来计算了中心交错排布纳米复合材料的等效模量,并进行了对比。接着根据粘弹性的对应性原理,将该模型推广到了线性粘弹性问题,计算了纳米复合材料的动态模量,进而预测了该材料的能量吸收能力。基于所提出的界面模量的等效性和最小余能/势能原理,将适用于中心交错排布纳米复合材料的刚度、粘弹性理论预测模型推广到了适用于均匀交错、"阶梯形"交错、"人字形"交错等不同排布方式,预测了刚度、粘弹性等有效力学性能参数的范围。对于不同排布方式,本文还研究了纳米复合材料的强度预测模型。通过与有限元（FEM）计算结果对比,验证了本文所提出的考虑界面应力效应的拉剪链模型的有效性。模型计算结果表明,所提出的界面系数可以综合反映增强相厚度和界面-增强相模量比的影响,能够很好地表征界面应力效应对于纳米复合材料有效模量的影响。当增强相尺寸减小时,界面系数的绝对值增加,界面应力效应的影响增加。当达到纳米尺度时,界面应力效应对有效力学性能有重要影响。
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