弹塑性颗粒复合材料中形状与堆积效应的微力学与数值分析

本研究旨在考察增强相形状与堆积对颗粒复合材料宏观行为的联合效应。所引入的微力学方法将形态代表性构型方案与替换Mori-Tanaka模型相结合。统计体积单元中随机放置了选定形状的夹杂。研究了四类非均匀体形状：球体、长椭球、以直角相交的三个长椭球以及钻孔椭球。非椭球形非均匀体的浓度张量通过对单颗粒的简单模拟数值求得。通过采用材料响应的切线或割线增量线性化，将方法推广至非线性材料行为 regime。结果与数值模拟及基于Eshelby解的经典均值场模型（如Mori-Tanaka模型或自洽方案）的预测进行了比较。研究发现，所提出的形态代表性构型方案修正可作为弹塑性复合材料在不同颗粒形状与堆积下计算均质化的替代方法。