金属基复合材料界面残余应力的研究进展

综述了金属基复合材料界面残余应力的各种影响因素、残余应力的实验测试方法和理论分析方法及残余应力对复合材料宏观力学性能的影响,分析讨论了目前研究中存在的问题和不足之处,并指出了今后工作的重点与方向.     

碳纤维复合材料界面残余应力的X射线衍射分析

根据碳纤维的晶体学特点,提出了利用X射线衍射技术分析碳纤维/树脂基复合材料界面残余应力的新方法。通过在环氧树脂基体中引入膨胀单体,改变界面残余应力,对本文提出的方法进行了验证     

强界面结合层状陶瓷研究现状及增韧机制

重点介绍了强界面结合层状陶瓷的研究体系和现状,对残余压（拉）应力增韧增强层陶瓷的机理作了进一步分析和说明,在此基础上总结出两个层状材料的残余应力模型公式 ,为进一步的强界面结合层状陶瓷的设计提供理论依据,强界面结合层状陶瓷的研究为结构陶瓷的工程应用开辟新的途径并提供高的可靠性。     

SiCw／Al2O3复合材料残余应力分析

利用Ｅｓｈｅｌｂｙ模型计算了碳化硅晶须补强氧化铝复合材料中的晶须含量对残余应力的影响，与Ｘ－ｒａｙ衍射测量的数据进行比较，两者结果非常接近。随着晶须含量的增加，基体Ａｌ２Ｏ３中残余张应力增加，而碳化硅晶须中的残余压应力降低。     

SHS复合管内衬陶瓷层残余应力分析

经陶瓷材料弹性力学计算,发现分布于陶瓷层中的压应力场强度取决于钢管与陶瓷层的结合强度及陶瓷层壁厚,而分布于陶瓷层中的热应力场强度主要取决于陶瓷层冷却过程中的温度梯度与陶瓷层壁厚.     

金属基复合材料的热残余应力力学模型研究进展

金属基复合材料在高温制备的冷却过程中或热处理过程中由于组分间热膨胀系数（CTEs）的差异会产生较大的热残余应力，热残余应力对复合材料的宏观性能有着重要的影响。本文综述了分析金属基复合材料热残余应力的有限元模型和解析模型等理论模型，并指出有待深入研究的问题。     

SicW／Al复合材料中零残余应力温度的分析

根据压铸法制备了ＳｉＣＷ／Ａｌ复合材料的应力分析提出了零残余应力温度ＩＣ的概念。通过弹塑性理论推导了ＴＣ的表达式，与试验结果相比较，得到了较为满意的效果。     

碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的研究进展

对碳化硅纤维（SiCf)增强陶瓷基复合材料（CMCS）的研究现状与进展作了较系统的论述。讨论了SiCf增强CMCS的界面层作用,热膨胀系数不匹配对材料的影响,高温抗蠕变抗疲劳性能及抗氧化性能等。最后指出了SiCf增强CMCS作为高温结构陶瓷材料的研究方向以及尚等解决的问题。     

纤维缠绕复合材料固化过程残余应力/应变的三维数值模拟

采用有限元分析软件ABAQUS,对具有金属内衬的纤维缠绕复合材料圆筒在固化过程中残余应力及应变的变化规律进行了模拟计算。采用FORTRAN语言编制了用以分析固化过程中残余应力的子程序,该子程序考虑了固化过程中复合材料力学性质的变化和由于树脂固化收缩产生的化学收缩应变。算例结果表明：复合材料和金属内衬的残余应力在初始阶段均接近于零,当固化到一定阶段,残余应力迅速增加并且很快达到最大值,在降温阶段释放了部分的残余应力;在整个固化过程中,金属内衬受到压应力,而纤维缠绕层受到拉应力。本文中的三维有限元模型可以得到任意时刻复合材料的温度及固化度分布,通过数值模拟可以有效地优化复合材料固化工艺参数,提高制件的质量。     

纤维/基体界面应力分析及界面失效

通过对纤维和基体的变形分析, 建立求解界面问题的基本方程。采用位移函数法, 导出比 较简明的界面剪应力分析表达式。通过界面应力分析, 引入界面剪切强度, 得到一般界面失效准 则。      

高温下短纤维增强金属基复合材料界面的微观结构和热残余应力状态研究

利用透射电镜观察了δ-Al₂O₃短纤维增强Al-5.5Mg合金复合材料界面在不同环境温度下的微观结构特征。 同时, 基于该类复合材料的单纤维模型, 利用弹塑性有限元分析方法, 研究了在不同温度下界面热残余应力的大小和分布情况, 并讨论了热残余应力对界面行为的影响。 最后, 讨论了界面的微观结构和热残余应力特征对复合材料整体性能的影响。 研究表明, 不同环境温度下, 界面具有不同的微观结构和热残余应力特征, 这些特征的变化将引起复合材料整体性能的明显变化。     

层间混杂叠层复合材料的最终拉伸破坏(Ⅰ)应力集中分析

Zweben[1]的剪滞假设, 提出一种修正的剪滞分析模型, 研究了层间混杂复合材料低延伸层的断裂、层间界面破坏及高延伸层中部分纤维断裂相互作用所导致的细观应力重分布, 讨论了层间界面破坏对高延伸纤维中的应力集中因子的影响, 为层间混杂叠层复合材料最终拉伸破坏的细观统计分析提供理论依据。      

残余应力对压头诱导的硬质薄膜/韧性基底材料体系界面分层机制的影响

硬质薄膜在工程应用中经常承受高载荷作用。在接触载荷下,薄膜/基底体系通常产生剪切分层破坏和法向分层破坏,并直接影响材料的可靠性。硬质薄膜中较大的残余应力对界面分层破坏影响不容忽视。该文基于内聚力模型,采用有限元方法模拟残余应力对压头诱导的硬质薄膜/韧性基底界面分层破坏的影响规律;给出在不同残余应力下薄膜/基底界面分层破坏时的临界压入深度以及临界载荷;获得考虑残余应力时硬质薄膜/韧性基底界面分层破坏失效图,进而对薄膜材料的工程应用和采用压痕法测量界面结合性能提供指导。     

含孔复合材料层合板逐渐损伤破坏分析

采用逐渐损伤模型有限元技术对含复合材料层板损伤破坏规律进行了研究，编制了面向对象的后处理软件，为损伤累积，损伤扩展与破坏以及损伤类型与模式的预测和研究提供了先进手段，并针对含孔T30／KH304复合材料层板进行了数值模拟和试验研究，研究表明，采用二维逐渐损伤模型及分析方法，以及所发展的后处理模拟分析软件能够较好地模拟含孔层合板的损伤破坏规律和位移－载荷的响应规律，以豚预测层合板的损伤类型，破坏模式和破坏强度，得到了一些有意义的结论。     

残余应力对复合材料横向拉伸和压缩性能的影响EI

采用显微激光分析仪对由力学性能不同的两种基体所制备的玻璃纤维复合材料进行了残余应力测定,并考察了残余应力对复合材料横向拉伸和压缩强度的影响。结果表明:1.用显微激光分析仪可方便地测定玻璃纤维复合材料的相对残余应力;2.基体韧性增加可部分松弛复合材料的残余应力;3.残余应力的存在使复合材料的横向拉伸强度降低,但对提高横向压缩强度有利。     

法向应力和法向应变对复合材料层板自由振动基础频率的影响

一种包含法向应力,法向应变和横向剪切影响的复合材料层板自由振动的新位移模式在本文中提出.通过应用层板自由振动的Rayleigh-Ritz分析,比较了在简支边界条件下复合材料层板自由振动的YNS理论解[1]和本文新位移模式解,从而得出在简支边界条件下法向应力和法向应变对复合材料层板自由振动基础频率的影响.     

复合材料界面的应力传递及界面物质的作用

以光导纤维为模型纤维,利用激光干涉法测定了载荷作用下的玻璃纤维增强聚合物复合材料的纤维应力、材料成型时纤维预应力的产生过程及纤维应力随环境温度的变化。实验表明,纤维的应力随界面物质分子特征及界面层结构的不同而不同。其原因是在应力传递过程中,不同界面层具有不同的应力梯度及变形能力。在两相模型中,引入了应力传递系数 k。能形成韧性界面层的ESPCEG 及γ-UPMS 是较好的处理剂。     

铍环形焊件残余应力的有限元分析与测试

采用有限无限元分析法和Ｘ射线应力测试法对铍环形焊件的残余应力分布规律进行了研究。对有限元计算值采用一定加权平均处理后与Ｘ射线实测值进行了对比，结果表明，两者基本吻合，所反映出的应力变化趋势基本一致。     

短纤维增强金属基复合材料的热残留应力及在拉伸和压缩载荷作用下的应力分布

发展了文献[1]中提出的变形模型, 研究了短纤维增强金属基复合材料热残留应力的分布及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响。研究表明, 在拉伸和压缩载荷下, 热残留应力可导致不对称的应力分布和基体塑性, 热残留应力降低拉伸时的应力传递, 加强压缩时的应力传递。