多孔材料性能模型研究1:数理关系

论文摘要

三维网状多孔材料是一类优秀的工程材料,其用途覆盖能源、生物、航空航天、环境保护、交通运输等诸多领域。本文作者根据三维网状多孔材料的结构特征,提出了综合简化的八面体结构模型,并在此基础上获得了该材料的系列性能关系。本文综合介绍了该模型及此类材料的基本物理、力学性能数理关系,从单向拉伸到多向拉压,以及传导性能和比表面积等。对该简化结构模型的根源、特点等进行了比较全面的描述,同时与同类模型进行了对比分析,并对不同性能模型及其性能关系进行了逐一诠释,其中代表性的问题有多孔体承载时涉及的孔棱细梁假设、孔棱弯曲、承载单元约束力,以及拉压性能关系中涉及的修正系数、塑性指数取值等。经实验验证该模型具有良好的实用性。

论文目录

• 1 多孔材料类型
• 2 多孔材料结构模型
•   2.1 网状多孔材料
•   2.2 结构模型
•     2.2.1 结构模型构建
•     2.2.2 结构模型分析
•     2.2.3 模型特征
•     2.2.4 讨论
•       2.2.4.1 经典性模型理论
•       2.2.4.2 模型的简化
• 3 多孔材料性能分析模型及表征
•   3.1 多孔材料电阻率
•     3.1.1 物理模型及数理关系
•       3.1.1.1 模型建立的出发点
•       3.1.1.2 电阻率分析模型的基本假设
•       3.1.1.3 表征电阻率的数理关系
•     3.1.2 模型理论分析
•   3.2 多孔材料拉压强度
•     3.2.1 物理模型及数理关系
•       3.2.1.1 拉伸强度分析模型
•       3.2.1.2 表征拉伸强度的数理关系
•     3.2.2 压缩强度
•     3.2.3 数理关系说明
•       3.2.3.1 修正系数
•       3.2.3.2 承载单元约束力
•       3.2.3.3 指标的影响因素
•       3.2.3.4 其他
•   3.3 多孔材料伸长率
•     3.3.1 物理模型及数理关系
•       3.3.1.1 伸长率分析模型
•       3.3.1.2 表征伸长率的数理关系
•     3.3.2 模型理论分析
•       3.3.2.1 本模型理论
•       3.3.2.2 经典模型理论分析
•   3.4 多孔材料弹性模量
•     3.4.1 物理模型及数理关系
•       3.4.1.1 弹性模量分析模型
•       3.4.1.2 表征弹性模量的数理关系
•     3.4.2 模型理论分析
•       3.4.2.1 本模型理论的说明
•       3.4.2.2 孔棱的弯曲问题
•       3.4.2.3 塑性指数m
•       3.4.2.4 孔棱的悬臂梁假设
•       3.4.2.5 模型结构的各向同性
•       3.4.2.6 其他
•   3.5 多孔材料双向拉伸
•     3.5.1 物理模型及数理关系
•       3.5.1.1 双向拉伸分析模型
•       3.5.1.2 表征双向拉伸的数理关系
•       3.5.1.3 双向拉压问题
•     3.5.2 模型理论分析
•       3.5.2.1 力学模型的基本假设
•       3.5.2.2 本模型理论的总体性评述
•       3.5.2.3 其他模型理论比较分析
•   3.6 三向拉压力学模型
•     3.6.1 物理模型及数理关系
•       3.6.1.1 三向拉压分析模型
•       3.6.1.2 表征三向拉伸的数理关系
•       3.6.1.3 三向拉压问题
•     3.6.2 模型理论分析
•       3.6.2.1 孔棱细梁假设
•       3.6.2.2 几何参量作用
•       3.6.2.3 模型的适应性
•       3.6.2.4 性能计算
•       3.6.2.5 力学性能的影响因素
•       3.6.2.6 其他补充说明
•   3.7 其他载荷形式力学模型
•     3.7.1 剪切载荷作用
•     3.7.2 扭转载荷作用 （扭矩作用）
•     3.7.3 弯曲载荷作用 （弯矩作用）
•     3.7.4 关于模型本质和验证问题
•     3.7.5 孔棱破坏模式
•   3.8 多孔材料疲劳性能
•     3.8.1 物理模型及数理关系
•       3.8.1.1 疲劳性能分析模型
•       3.8.1.2 表征疲劳性能的数理关系
•       3.8.1.3 疲劳因子分析
•     （1） 对类应力疲劳因子Fσ的分析
•     （2） 对类应变疲劳因子Fε的分析
•     3.8.2 模型理论分析
•       3.8.2.1 本模型理论的实用性
•       3.8.2.2 某些环节的处理方式
•       3.8.2.3 其他相关讨论
•     3.8.3 相关工作对比分析
•   3.9 多孔材料比表面积
•     3.9.1 物理模型及数理关系
•       3.9.1.1 比表面积分析模型
•       3.9.1.2 比表面积数理关系
•     3.9.2 模型理论分析
•       3.9.2.1 本计算方法的适应性
•       3.9.2.2 本计算方法的优越性
• 4 结束语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘培生,崔光,程伟

关键词: 多孔材料,性能模型,数理关系

来源: 材料工程 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 北京师范大学核科学与技术学院射线束技术教育部重点实验室

基金: 北京师范大学测试基金(C18)

分类号: TB383.4

页码: 42-62

总页数: 21

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