文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
短纤维金属基复合材料与温度有关的宏细观力学行为数值研究
姓名:姜云鹏
申请学位级别:硕士
专业:一般力学与力学基础
指导教师:韩小平
20030316
摘要关键词:短纤维金属基复合材料:蠕变率;数值模拟;双剪切式样;单胞模型;有限元西北工业大学硕士学位论文:短纤维全属基复合材料蠕变力学性能研究能领域的研究状况,评述了已经取得的成果和需要解决的问题,对该领域未来的研究方向和的应力应变分布和影响因素。对试验中常用的几种剪切试样进行了综合评价,指出各自的优点和存在的缺陷,指出利用双剪切试样研究高温下的金属基复合材料复杂应力力学行为的可的减小,蠕变应力分布越均匀;当角度。时,其稳态蠕变率,最大。复合材料蠕变时的应力分布和蠕变率。载荷类型对数次循环后纤维中残余轴应力和轴应变的影响以及循环过程中纤维中最大轴应力、轴应变的变化。最后指出,载荷类型明显影响着金属基复合材料的变形;对于外加载荷峰值相同的情况下,对称载荷比脉动载荷更早地达到残余应力、应变的稳定值;在循环过程中,对称载荷和脉动载荷对纤维最大正轴应力的变化影响截然相反。第四部分:基于三相介质模型结合热传导理论建立可用于描述颗粒增强金属基复合材料热传导性能的理论模型,该模型充分考虑界面厚度、界面导热性能对宏观热传导行为的影响。该模型对导热率的预测结果较以往模型更接近于试验值,而且还可对界面性质的影响进行定第五部分:对单纤维断裂引起的多纤维体中的应力重新分布进行了初步定量研究,发现纤维体中纤维的载荷分配。最后利用模型对纤维断裂后裂纹的走势进行模拟,纤维方法;热边界阻尼;热传导;颗粒增强金属基复合材料;热机械循环;热残余应力;热残余应变;棘轮效应;模型;损伤;应力重新分布本论文首先较为详细地叙述了近年来国内外在金属基复合材料呶铝ρ需要玎展的工作提出了自己的见解。第一部分:对金属基复合材料ḿ羟惺匝杏邢拊DD獠⒎治隽嗽诟呶孪行性和优点。接着建立了有限元分析模型对双剪切试样中心区的应力应变分布进行计算分析,得到了其应力应变随时间的变化规律。通过五种代表性试样的分析,得出金属基复合材料双剪切试样的应力应变与纤维随机分布平面和加载方向夹角涞南喙匦裕核孀沤嵌第二部分:基于短纤维增强金属基复合材料牡ハ宋P三相糜限元分析方法对影响金属基复合材料的蠕变行为的因素进行了较为系统的分析。主要讨论了界面特性和纤维取向角对复合材料的蠕变性能的影响。研究发现,界面特性诸如厚度、模量和应力指数都对纤维最大轴应力和稳定蠕变率产生影响,同时不同的纤维取向也影响金属基第三部分:对金属基复合材料娜然笛方辛私衔O晗傅募扑惴治觥=⒘金属基复合材料的单胞模型,对几种较为常见的循环载荷进行了有限元模拟。着重分析量分析。由模型的分析结果得出,颗粒增强金属基复合材料的热传递系数随着颗粒直径的增纤维间距会影响多纤维体中基体、纤维的应力应变;纤维排列形式也会在很大程度上影响多间距也直接影响裂纹的延展方向。作为附录,给出了由拉伸试样确定应力应变关系的一种方法。该方法有一定的广适性。论文研究内容可分为五个方面:大而增强。一
.甌;;籘;:猣猣筩西北工业大学硕士学位铬文:短纤维金属基复合材料蠕变力学性能研究獁:,.;瑃.:..琣甌瓵,.築,..;;;;;籗;..。,..,篺
第一章绪论金属基复合材料蠕变力学行为研究进展芯糠椒ê湍谌解决的问题。最后针对我国在该领域未来的研究方向和需要开展的工作提出本章综述了近昀垂谕庠诮鹗艋春喜牧先浔淞ρЯ煊虻难芯孔况,着重从理论和有限元数值模拟两方面评述了已经取得的成果和现实需要了自己的见解。理论方面试验方面旧北。阂荡笱妒垦宦畚模憾滔宋鹗艋春喜牧先浔淞ρ阅苎芯随着航空航天事业的蓬勃发展,对航空发动机的性能要求越来越高,冈而需要更先进的结构材料,常规材料的性能已远逛不能满足要求,迫切需要~种能在高温环境一诵熊登矣植唤档推淝慷扔闕韧性的村料。金属基复合材料哂懈叩膖度、比强度、良好的耐高温性能,并具有较强的性能可设计性。金属基复合材料与陶瓷基复合村料相比较,拇嘈源蟮枚啵舛越峁共牧鲜侵凉刂匾的。与高聚台物复合材料啾龋琈耐高温,不可燃,。加入陶瓷或仍銮刻宓慕鹗艋春喜牧夏芄辉诟呶翭—鹤鞫降低其强度,冈而有代替部分航空部件的趋势,而且其加合喽匀菀缀涂晒鲅梗欤蔚墓ひ性能使得它们可作为制造发动机元件的原料,其密度的人大减小义使运动部件的效率更高:金属基复台材料不仅质量轻,而且在较高的】:作温度下仍然能保持其强度。因此金属基复台材料通常被认为是未来高陛能发动机的必选材料縅,诤娇蘸教靅:业、汽车阂档攘煊蚓哂泄惴旱挠Υㄇ熬啊纤维增强母呶氯浔湫形J瞧渥魑8呶陆峁共牧显趌:程应用中最重要的性能之一。在高温