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含金属芯压电压磁纤维/聚合物基复合材料时变、非线性和多物理场响应的细观力学模型

夏振庭 钟轶峰 黄子昂 梅宝平

夏振庭, 钟轶峰, 黄子昂, 等. 含金属芯压电压磁纤维/聚合物基复合材料时变、非线性和多物理场响应的细观力学模型[J]. 复合材料学报, 2017, 34(12): 2747-2755. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170308.001
引用本文: 夏振庭, 钟轶峰, 黄子昂, 等. 含金属芯压电压磁纤维/聚合物基复合材料时变、非线性和多物理场响应的细观力学模型[J]. 复合材料学报, 2017, 34(12): 2747-2755. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170308.001
XIA Zhenting, ZHONG Yifeng, HUANG Ziang, et al. Micromechanics modeling of time-dependent, nonlinear and multiphysics response of metal core piezoelectric and piezomagnetic fibers reinforced polymer matrix composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(12): 2747-2755. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170308.001
Citation: XIA Zhenting, ZHONG Yifeng, HUANG Ziang, et al. Micromechanics modeling of time-dependent, nonlinear and multiphysics response of metal core piezoelectric and piezomagnetic fibers reinforced polymer matrix composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(12): 2747-2755. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170308.001

含金属芯压电压磁纤维/聚合物基复合材料时变、非线性和多物理场响应的细观力学模型

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170308.001
基金项目: 国家自然科学基金(51778088);重庆市自然科学基金(cstc2016jcyjA0426;cstc2017jcyjBX00036)
详细信息
    通讯作者:

    钟轶峰,博士,教授,博士生导师,研究方向为复合材料力学E-mail:zhongjy58@sina.com

  • 中图分类号: TB330.1

Micromechanics modeling of time-dependent, nonlinear and multiphysics response of metal core piezoelectric and piezomagnetic fibers reinforced polymer matrix composites

  • 摘要: 为有效模拟新型多功能智能材料——金属芯压电压磁纤维/聚合物基复合材料(MPPF/PMCs)的有效时变、非线性和多物理场响应,基于变分渐近法建立增量形式的细观力学模型。首先分别导出聚合物、压电压磁材料和金属芯的增量本构关系,建立统一的本构方程;以此为基础,推导出能量变化泛函的变分表达式。考虑材料的时变和非线性特征,建立与求解瞬时切线电-磁-力耦合矩阵有关的增量过程;通过最小化近似泛函求解场变量的波动函数,并通过有限元数值实现,从而建立逼近物理和工程真实性的细观力学模型。通过含铝芯压电(BaTiO3)压磁(CoFe2O4)聚合物基复合材料算例表明:构建的模型可用于模拟不同多物理场下MPPF/PMCs的有效响应,可准确捕捉纤维与基体间的应力突变现象。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-11
  • 修回日期:  2017-03-01
  • 刊出日期:  2017-12-15

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