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随机云杉短纤维复合材料的等效性能及其尺度影响论文
KEY WORDS ：
Random Short Spruce Fiber/Polypropylene Composite, Periodical
RVE Model, Displacement Difference Boundary Condition, Equivalent Properties,
Interfacial Properties, Scale Effect
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究进展 4
1.2.1 复合材料的等效性能预测 4
1.2.2 复合材料的界面与应力传递机制 6
1.2.3 复合材料的断裂与破坏机理 8
1.2.4 复合材料的压缩行为研究 9
1.3 本文的主要工作及创新点 10
第二章 二维单胞模型的等效弹塑性性能分析与细观力学研究 12
2.1 模型描述 12
2.2 边界条件 14
2.3 等效弹塑性性能预测 15
2.4 应力传递机制 18
2.5 界面法向粘结强度预测 21
2.5.1 文献综述 21
2.5.2 有限元模型的预测结果与比较 23
2.6 本章小结 25
第三章 周期性代表体元的弹性性能分析 26
3.1 二维双向随机分布周期性代表体元模型的建立 26
3.1.1 二维双向随机分布周期性代表体元的生成 26
3.1.2 周期性边界条件的意义及施加 28
3.2 周期性代表体元最小尺寸的确定 32
3.3 周期性代表体元的等效弹性性能预测 35
3.4 本章小结 38
第四章 云杉短纤维增强复合材料的压缩行为研究 39
4.1 云杉短纤维增强复合材料压缩性能实验研究 39
4.1.1 实验设备与试件制备 39
4.1.2 实验结果分析 39
4.2 考虑界面影响的压缩行为数值分析 41
4.2.1 模型介绍 41
4.2.2 界面参数的影响与分析 42
4.3 本章小结 44
第五章 总结与展望 46
5.1 全文总结 46
5.2 二维模型的研究展望 47
5.3 三维模型的建立与研究 48
参考文献 49
发表论文和参加科研情况说明 53
附录 1：Cohesive Parameters Review 54
附录2 ：CSS-44100 电子万能试验机主要技术参数 57
致 谢 58
第一章 绪论
第一章 绪论
1.1 研究背景
木塑复合材料（Wood-plastic composite ，WPC ）是指以经过预处理的植物纤
维（如如竹、小麦秸秆、云杉、亚麻等，见图 1-1）或粉末颗粒为主要组分，与
高分子树脂基体（如聚丙烯，聚乙烯，聚氯乙烯等）经挤压、模压、注塑成型等
塑料加工工艺复合而成的一种新型复合材料。这一新兴概念诞生于 20 世纪 70 年
代的意大利，20 世纪 90 年代初在北美地区流行开来，并于新世纪伊始相继传入
[1]
印度，新加坡，马拉西亚，日本和中国，最终取得广泛的传播和发展 。
图 1-1 常见的植物纤
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