单向纤维增强复合材料的双尺度分析模型及其力学参数计算

       针对单向纤维增强复合材料以及复合纤维束的结构特征，建立了其双尺度分析模型，并将之应用于单向纤维增强复合材料刚度参数和强度参数的预测，给出了基于高阶双尺度分析方法力学参数计算的算法流程及数值算例，验证了模型及算法的正确性和有效性，同时给出了纤维两种规则排列方式下其力学参数的演变规律．

       复合材料具有传统材料所无法比拟的优越性，因其具有高比强度、比刚度、耐高温和防腐蚀等性质而越来越受重视．关于周期性复合材料的力学性能预测，I.Babuska、J.L. Lions等人针对周期性复合材料弹性结构提出了均匀化方法，随后O.A. Oleinik、本文作者之一及其合作者基于均匀化理论提出了多尺度分析方法，预测了周期性复合材料构件的刚度参数和强度参数．

       单向纤维增强复合材料以及复合纤维束（复合纤维线）细观构造如图1所示，它在轴向上具有一致性，其横向切面图唯一确定材料的结构，即纤维排布方式，位置等．针对单向纤维复合材料构造的特殊性，本文建立了单向纤维增强复合材料结构的双尺度分析模型，以预测单向纤维复合材料的刚度参数和弹性强度参数，并给出了数值算例，验证双尺度分析模型以及算法的正确性和有效性，同时研究了纤维排列方式对单向纤维复合材料力学性能的影响．

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