有限元计算细观力学的发展是近十年来细观计算力学发展的主要特征和推动力.本文综述了有限元计算细观力学近十年来应用于复合材料力学行为分析研究方面的进展介绍了基本的数值模型和计算方法,重点评述了强度和损伤等协同效应问题上的最新研究成果最后对有限元计算细观力学应用于材料设计的前景做了展望。
复合材料的就位特性、各向异性和呈层性所产生的各种复杂的力学现象,使得有限元计算技术对于求解复合材料及其结构的力学问题得到了相当广泛的应用在这一领域可分为两个分支:一是有限元法应用于复合材料结构(如板、壳等)力学问题:二是有限元技术应用于复合材料细观力学行为的模拟分析i前者追求真实工程环境下的工程结构问题的解决,后者侧重于材料细观结构与力学性能的关系分析有限元法与细观力学和材料科学相结合产生了有限元计算细观力学作为细观计算力学[51的最主要的组成部分,有限元计算细观力学的发展一直是近十年来细观计算力学发展的主要特征和推动九它主要研究组分材料间力的相互作用和定量描述细观结构与性能间的关系由于复合材料综合了不同单相材料的长处,对其材料力学行为的有意义的研究必须借助于细观力学进行界面行为,损伤和动态行为对复合材料尤为重要。
本文首先介绍了主要的材料模型和基本的计算方法,重点评述了有限元计算细观力学对复合材料力学行为中较为困难的塑性流动、强度及损伤协同效应问题和增强相任意分布问题数值模拟求解方面的进展,讨论了复合材料细观结构对宏观性能的影响,最后对有限元计算细观力学应用于材料设计做了展望。
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