复合材料学报

作者：夏振庭, 钟轶峰, 黄子昂, 梅宝平,

关键词：变分渐近均匀化法, 非线性行为, 含金属芯压电压磁纤维增强材料, 细观力学模型, 多场耦合,

为有效模拟新型多功能智能材料——金属芯压电压磁纤维/聚合物基复合材料（MPPF/PMCs）的有效时变、非线性和多物理场响应，基于变分渐近法建立增量形式的细观力学模型。首先分别导出聚合物、压电压磁材料和金属芯的增量本构关系，建立统一的本构方程；以此为基础，推导出能量变化泛函的变分表达式。考虑材料的时变和非线性特征，建立与求解瞬时切线电-磁-力耦合矩阵有关的增量过程；通过最小化近似泛函求解场变量的波动函数，并通过有限元数值实现，从而建立逼近物理和工程真实性的细观力学模型。通过含铝芯压电（BaTiO₃）压磁（CoFe₂O₄）聚合物基复合材料算例表明：构建的模型可用于模拟不同多物理场下MPPF/PMCs的有效响应，可准确捕捉纤维与基体间的应力突变现象。

来源：2017年第12期

《复合材料学报》期刊编辑部

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