金属芯压电纤维/聚合物复合材料压电-黏弹-塑性行为的细观力学模型

• 作者: 夏振庭 梅宝平 钟轶峰 黄子昂
• 来源期刊: 复合材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 变分渐近法 压电-黏弹-塑性 金属芯压电纤维 聚合物 复合材料 细观力学模型
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 其他
• 页码范围: 229-237
• 页数: 9页
• 分类号: TB330.1
• 字数: 5508字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170412.007

摘要

为了表征金属芯压电纤维增强聚合物基(MPF/PM)复合材料非线性、时变的压电-黏弹-塑性行为,基于变分渐近理论建立MPF/PM增量形式的细观力学模型.首先分别导出聚合物和MPF增量型本构方程,基于汉密尔顿扩展原理推导出MPF/PM压电-黏弹-塑性变分原理的能量泛函.考虑材料的时变和非线性特征,建立与求解瞬时有效机-电耦合矩阵有关的增量过程,并通过有限元技术实现模型的数值模拟.利用构建模型研究了不同铝芯体积分数、电场变化率和加载条件对MPF/PM有效全局应力-应变和单轴纵向拉伸性能的影响.结果表明,构建的模型能准确模拟MPF/PM多场耦合作用下的非线性、时变行为,为该新型智能材料的实际工程应用奠定理论基础.