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考虑界面应力时纳米涂层纤维增强复合材料的有效力学性能
  • ISSN号:0254-7805
  • 期刊名称:《固体力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB33[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]燕山大学河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室,秦皇岛066004, [2]燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛066004
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(50925522),河北省自然科学基金(A2013203103和A2013203213)和河北省高等学校科学研究计划项目(2010159)资助.
中文摘要:

基于Gurtin—Murdoch表/界面理论和广义自洽方法,获得了考虑界面应力时纳米涂层纤维增强复合材料有效反平面剪切模量的闭合形式解.讨论了涂层的壁厚、力学性能和界面性能对复合材料有效性能的影响.结果显示:在纳米尺度范围内,复合材料的有效反平面剪切模量受纳米涂层的尺寸影响显著.纤维体积分数一定时,涂层壁厚越大,纤维半径越小,有效反平面剪切模量与经典结果偏差越大.纤维刚度和涂层界面性能对复合材料有效模量的影响也取决于涂层刚度,非常软或非常硬的涂层都大大限制了纤维刚度对复合材料有效模量的贡献,过高的涂层刚度屏蔽了纳米复合材料表/界面效应的影响.

英文摘要:

Based on the Gurtin-Murdoch surface/interface theory and the generalized self-consistent method,the closed-form solution of the effective anti-plane shear modulus of the nano coated fiber rein- forced composites is obtained. The effects of wall thickness, mechanical and interfacial properties of the coating on the effective property of the composites are discussed. The numerical results reveal that the ef- fective modulus is size dependent when the size of the coating is on the order of nanometer. For a fixed fiber volume fraction,the thinner the wall thickness is and the smaller the fiber radius is, the greater of the devi- ation from the classical results is. The influences of the fiber stiffness and coating interfacial property on the effective modulus are dependent on the coating stiffness,i, e. , a very soft or very hard coating can shield the contribution of the fiber stiffness to the effective modulus of composites,and a very hard coating shields the surface/interface effect of the nano composites.

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期刊信息
  • 《固体力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:方岱宁
  • 地址:武汉华中科技大学南一楼西北508室
  • 邮编:430074
  • 邮箱:amss@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543737
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-7805
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1250/O3
  • 邮发代号:38-44
  • 获奖情况:
  • 获得第二届全国优秀科技期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6186