大多數(shù)多孔材料微結(jié)構(gòu)模型分析圖像顯微鏡

  對大多數(shù)多孔材料，特別是對泡沫金屬的微觀力學(xué)研究都是以
離散的微結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)的。由于實際泡沫金屬的高度幾何復(fù)雜性
及不規(guī)則性，這種微觀幾何模型常被理想化。一種常用的模型是以
周期性“模型泡沫”為基礎(chǔ)，該“模型泡沫”的熱力特性可用適當
的孔單元來加以描述。另外一種模型，可把孔或孔單元隔離出來加
以研究，而不需要對整個空間體進行研究。第三種模型是幾何微區(qū)
(“核”)模型，該微區(qū)鑲嵌在一個較大的區(qū)域中，對該微區(qū)以外的
區(qū)域不必采用微觀方法，而采用了非鑲嵌區(qū)的特性(“鑲嵌孔模型
”)。離散微觀模擬方法通過所選幾何參數(shù)的變化和控制，對力學(xué)
性能進行評估。這些模型方法在復(fù)合材料連續(xù)微觀結(jié)構(gòu)的模擬上已
得到了應(yīng)用，可用來研究材料局部的變形力學(xué)特性，并獲得均勻化
處理的宏觀特性。
  分析模型和數(shù)值模型
  在多孔材料離散微觀幾何模型高度抽象化的條件下，可獲得微
觀力學(xué)機制的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表述，并得到合理的分析結(jié)果。

  總之，分析性的描述僅適用于簡單的微觀幾何體，較復(fù)雜的幾
何體需采用數(shù)值模擬進行研究，基于這種目的，有限元(FE)已成為
最有效的方法。
  以有限元為基礎(chǔ)的蜂窩研究，可實現(xiàn)實際實驗過程的模擬口…
。多數(shù)情況下，周期性邊界條件和孔單元相結(jié)合，可研究任何有限
周期性孔結(jié)構(gòu)的變形模式及變形及屈曲參數(shù)，其結(jié)果是大多數(shù)情況
下將無法采用對稱的邊界條件。當然，所有的模擬分析都應(yīng)考慮孔
單元的復(fù)雜性及可接受的計算成本。
  采用孔單元描述時，關(guān)鍵是要使模型在各個方向上都具有周期
性。例如，用孔單元模型預(yù)測多孔材料的非均勻致密化過程，往往
是周期性的，并在很大程度上受所選孔單元尺寸的影響。單個裂紋
尖端(與周期性裂紋方式相反)則不能用周期性微觀幾何體來描述，
自由表面受至少一個方向非周期性排列的層狀幾何體的限制。對于
這類問題，應(yīng)采用鑲嵌孔模型。

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