轉動張量在多相復合材料力學性能研究與在復雜形狀物體慣性參數(shù)的實驗測量中的應用.pdf

1、本文基于彈性力學與轉動張量的基本知識,進行了理論和實驗兩方面的研究:理論部分對顆粒形狀為任意、取向隨機分布的多相顆粒增強復合材料本構關系進行研究;實驗部分通過實驗的手段來測量非均質、幾何形狀復雜物體的慣性參數(shù)。
　　 第一部分顆粒形狀為任意、取向隨機分布的多相顆粒增強復合材料本構關系研究。顆粒增強復合材料由增強粒子(夾雜)與基體組成,具有明顯的非均勻性和各向異性性質。顆粒增強復合材料中夾雜的形狀、尺寸大小、取向分布和含量等都是影

2、響其力學性能的主要因素,隨著新型顆粒增強復合材料(如金屬基、陶瓷基的復合材料)在各行各業(yè)的廣泛應用,促進人們對顆粒增強復合材料力學性能的深入研究。引入夾雜形狀函數(shù)ISF來描述夾雜的形狀與大小,用轉動張量R來描述夾雜的空間取向,用取向分布函數(shù)ODF來描述在復合材料中找到夾雜取向為R的可能性密度,假設夾雜與基體之間完全接觸,并結合彈性力學方法與等效夾雜法求解夾雜形狀為任意的、隨機分布的多相顆粒增強復合材料本構關系,最后通過算例并利用MAPL

3、E編程計算來驗證。
　　 第二部分復雜形狀物體慣性參數(shù)的一種實驗測量方法。物體的慣性參數(shù)包括物體質心、慣性矩和慣性積。為了測量任意復雜形狀物體的慣性參數(shù),建立了一四簧倒立慣性參數(shù)試驗臺。四簧倒立試驗臺可用于復雜形狀物體慣性參數(shù)的測量,其質心、轉動慣量、慣性積可通過物體在四簧倒立試驗臺上的平衡和擺動周期,并利用轉動張量來計算得到。通過測量長方體石塊的慣性參數(shù)來驗證四簧倒立試驗臺的可靠性和實用性。最后將此套測量方法與實驗設備用于測量