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中空纳米微球填充复合材料的有效力学性能

邹波  卢子兴  
【摘要】:中空纳米微球可作为复合材料填充体使用.与相同粒径下的实心纳米颗粒相比,中空纳米微球密度更低,存在表/界面应力效应的面积更大,由此导致的不同力学行为值得人们关注和研究.目的是研究表/界面应力对中空纳米微球填充复合材料力学行为的影响.首先,基于广义自洽原理,利用考虑表/界面应力影响的四相球模型导出了中空纳米微球填充复合材料在单向载荷作用下的弹性场,获得了纳米复合材料有效弹性模量的闭合形式解.然后,分析了纳米复合材料存在的尺度相关性.算例结果表明,有效弹性常数和环向应力与经典解答不同,取决于表/界面性能、纳米中空微球粒径和壁厚.该结论对于中空纳米微球复合材料具有指导意义.

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