[發(fā)明專利]聚合物基復(fù)合材料有效應(yīng)力松弛系數(shù)的預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610101359.7
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN105787167B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘軼峰;楊文文;張亮亮;秦文正;楊旦旦
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河;趙英

1.聚合物基復(fù)合材料有效應(yīng)力松弛系數(shù)的預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)基于玻爾茲曼疊加原理建立時(shí)間域內(nèi)積分形式的線粘彈性材料本構(gòu)方程；

2)對于由周期性單胞構(gòu)成的聚合物基復(fù)合材料，通過能量法定義有效應(yīng)力松弛剛度；該步驟具體為：

對于由周期性單胞構(gòu)成的聚合物基復(fù)合材料，通過能量法定義有效應(yīng)力松弛剛度，即：

式中：為有效應(yīng)力松弛剛度；Ω為單胞的體積域；帶星號(hào)項(xiàng)表示細(xì)觀力學(xué)模型求解得到的有效屬性，為細(xì)觀力學(xué)模型求解得到的應(yīng)力松弛剛度；上畫線項(xiàng)表示均勻化后材料宏觀分析使用的變量，ε_ij(t)為單胞內(nèi)的局部應(yīng)變，ε_kl(t)為應(yīng)力松弛系數(shù)，為不隨時(shí)間變化但能夠隨位置變化的應(yīng)力松弛常量，為均勻化后材料宏觀分析使用的應(yīng)力松弛常量；

3)基于變分漸近均勻化理論建立求解聚合物基復(fù)合材料有效應(yīng)力松弛剛度矩陣的細(xì)觀力學(xué)模型，并求得單胞能量密度；

4)基于構(gòu)建的細(xì)觀力學(xué)模型預(yù)測聚合物基復(fù)合材料的有效應(yīng)力松弛系數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的聚合物基復(fù)合材料有效應(yīng)力松弛系數(shù)的預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟1)具體為：

基于玻爾茲曼疊加原理建立時(shí)間域內(nèi)積分形式的線粘彈性材料本構(gòu)方程，即：

式中：C_ijkl(t)為應(yīng)力松弛剛度；為應(yīng)變率，σ_ij(t)為應(yīng)力張量，t為時(shí)間。

3.如權(quán)利要求2所述的聚合物基復(fù)合材料有效應(yīng)力松弛系數(shù)的預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟3)具體為：基于變分漸近均勻化理論建立求解聚合物基復(fù)合材料有效應(yīng)力松弛剛度矩陣的細(xì)觀力學(xué)模型，即建立時(shí)間域內(nèi)的單胞能量泛函：

并受如下約束：

式中：χ_i稱為波動(dòng)函數(shù)；為全局應(yīng)變；上標(biāo)“+j”和“-j”表示單胞正、負(fù)邊界表面上相應(yīng)的量；k＝1,2,3，l＝1,2,3；

根據(jù)波動(dòng)函數(shù)離散化得到離散形式泛函；根據(jù)變分原理，最小化離散泛函，將得到波動(dòng)函數(shù)節(jié)點(diǎn)值列陣代入單胞泛函，得到單胞能量密度：

式中：D^*即為6×6階有效應(yīng)力松弛剛度矩陣，為由構(gòu)成的矩陣。