【摘 要】
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当材料的尺寸处于微纳米的级别时,材料内部空间的一些缺陷或夹杂对材料性能的影响开始表现,引发材料性质的不均匀性,产生尺度效应现象。在传统的连续体理论中,由于没有考虑到材料尺度参数,所以在微纳米级别时不再适用。本文主要应用偶应力理论来分析尺度效应现象。经典偶应力理论由于含有太多的材料尺度参数,计算起来比较困难,限制了其在实际工程中的应用。修正偶应力理论虽然只含有一个材料尺度参数,但只适用于各向同性材料
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当材料的尺寸处于微纳米的级别时,材料内部空间的一些缺陷或夹杂对材料性能的影响开始表现,引发材料性质的不均匀性,产生尺度效应现象。在传统的连续体理论中,由于没有考虑到材料尺度参数,所以在微纳米级别时不再适用。本文主要应用偶应力理论来分析尺度效应现象。经典偶应力理论由于含有太多的材料尺度参数,计算起来比较困难,限制了其在实际工程中的应用。修正偶应力理论虽然只含有一个材料尺度参数,但只适用于各向同性材料,不能用于各向异性材料的尺度效应分析。鉴于此,本文以新修正偶应力理论为基础,通过虚功原理推导出了平衡方程,建立了机械载荷与湿热载荷共同作用下Mindlin层合板的湿热稳定性模型。计算了层合板在不同环境条件下的失稳临界载荷并分析了尺度效应。具体工作如下:1.通过所建立的湿热稳定性模型,分析了层合板在不同环境条件下失稳临界载荷的尺度效应。计算结果表明:层合板的失稳临界载荷随着材料尺度参数的增大而增大,且均大于经典理论下的失稳临界载荷,证明了尺度效应的存在;温度和湿度的单一变化和联合作用都对失稳临界载荷存在影响,且温度对失稳临界载荷的影响大于湿度的影响。2.以满足C0连续条件的九参数非协调单元BCIZ和满足C1弱连续条件的修正九参数三角形薄板弯曲单元RT9为基础,用有限元法计算了细观尺度下层合板在湿热环境下的失稳临界载荷,结果表明:有限元法能够对不同工况下层合板的失稳临界载荷进行计算,并且能够分析尺度效应。
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