【摘 要】
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非线性基(弹塑性、粘弹性)复合材料和铁电材料在现代科学技术领域应用很广,研究它们的本构行为及力电耦合性能具有重要的理论和应用价值.该文利用细观力学理论这对两类材料进
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非线性基(弹塑性、粘弹性)复合材料和铁电材料在现代科学技术领域应用很广,研究它们的本构行为及力电耦合性能具有重要的理论和应用价值.该文利用细观力学理论这对两类材料进行了如下的研究工作:1.利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法研究了复杂材料的弹塑性问题.以铝基复合材料为例,建立了多轴载荷作用下复合材料弹塑性应力-应变本构关系,并且理论预报与实验结果符合较好,分析了夹杂形状、体积分数以及加载路径对材料宏观性能的影响;2.研究了热塑性复合材料热膨胀系数与工艺温度之间的变化规律,分析了热残余变形对材料设计的影响.并探讨了单轴载荷作用下,编织复合材料的弹塑性本构关系;3.通过Laplace变换和对应性原理,研究了纤维增强复合材料的静、动态粘弹性力学性能.给出了材料模量随时间、载荷频率之间的变化规律,并与实验结果相符合;4.利用细观力学的Mori-Tanaka方法研究了多晶铁电陶瓷材料的有效电弹性能,及电畴极化转动对宏观性能的影响.预报了BaTiO<,3>晶体90度和180度畴变与应力和电场强度的关系;5.分析了以介电常数ε呈梯度变化时铅镁铌铁电陶瓷致力器的电致力学失效机理,通过梯度参数的优化设计,有效地降低了材料开裂的能量释放率,保证了铁电元器件微型化发展的要求.
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