规则粒子分布在弹塑性复合材料中的各向异性效应：修正切向簇集模型与数值均质化
材料科学
2024-08-12 v1
摘要
本文旨在发展一种可靠的分析方法，用于确定金属基复合材料（MMC）和多孔金属（PM）具有预定义粒子或空洞分布的弹塑性响应，并检验由规则内源分布引起的各向异性。该方法的框架基于 Molinari & El Mouden（1996）的思想，通过考虑材料体积内每对内源之间的相互作用来改进热弹性介质的经典均值场模型，称为簇集模型。同时考察了弹性和弹塑性两个 regime。该原公式的一种新扩展旨在考虑非线性塑性 regime，采用金属基本构律的修正切向线性化方法。该模型利用第二应力矩来跟踪基体中的累积塑性应变。在实例中，考虑了三种具有三向 cubic 阵列结构的球形内源排列：规则立方、体心立方和面心立方，针对两种基本材料情形进行研究："硬相-软相"（MMC）和"软相-硬相"（PM）。作为验证手段，将微观均值场模型的结果与使用有限元方法（FEM）进行的数值均质化结果进行比较。在弹性 regime 中，还与几个专用于周期性复合材料的其他微观模型进行了比较。在两个 regime 中，簇集模型得到的结果在容许度达 40% 时与 FEM 计算的结果在定性和定量上均表现出一致。
引用
@article{arxiv.2408.04654,
title = {Anisotropic effect of regular particle distribution in elastic-plastic composites: The modified tangent cluster model and numerical homogenization},
author = {Kamil Bieniek and Michał Majewski and Paweł Hołobut and Katarzyna Kowalczyk-Gajewska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.04654},
year = {2024}
}
备注
36 pages Accepted for publication in Int. J. Engineering Science on 11 July 2024