双剪切试样用于短纤维金属基复合材料的蠕变响应研究

利用纵向各向异性有限元模型对双剪切试样的蠕变响应进行了有限元分析，其目的是为了研究双剪切试样用于短纤维金属基复合材料（MMC）蠕变响应研究的可行性。双剪切试样的蠕变响应与试样的取向和材料的各向异性有关。详细的应力分析表明，双剪切试样在受剪切区域能提供稳定的应力状态，该应力接近于施加应力的平均值，并与试样的取向及材料的各向异性不相关，即双剪切试样可以为MMC提供一简单的复杂应力，提出了用双剪切实验结果来推得MMC蠕变性能和各向异性参数的方法，以便可以用双剪切实验来确定那些很难用拉伸和单向压缩实验确定的各向异性材料的参数。     

短纤维增强金属基复合材料拉伸变形的屈服行为的理论研究

运用空间轴对称弹塑性有限元方法的混合律模型,推导出应力应变分配系数的解析表达式。并由此提出了一种新的定义复合材料比例极限和屈服强度的方法,进而研究了材料参数（纤维长径比、纤维体积分数、纤维根间距和基体应变硬化指数）对短纤维金属基复合材料拉伸变形行为的影响。     

短纤维增强复合材料（MMC）的蠕变损伤失效的微观数值模拟

研究了短纤维增强复合材料（MMC）的蠕变损伤和失效的细观机理.采用微胞模型结合有限元软件ABAQUS进行.基体的损伤失效由K-R模型描述,纤维断裂由应力准则控制,它们已分别作为用户子程序编入到ABAQUS中.有限元分析表明,在纤维断裂前损伤主要位于纤维头顶角附近,断裂后集中在纤维断裂面附近.纤维断裂对基体蠕变损伤影响有限,但是断面附近产生很高的应力集中,该应力集中将有助于裂纹在基体中的发展.     

热处理对莫来石短纤维增强ZL107合金高温循环蠕变行为的影响

研究了经峰时效（Ｔ５）及过时效（Ｔ５＋３００℃）处理的莫莱石纤维增强ＺＬ１０７复合材料在３００℃时的拉－拉循环蠕变的行为,实验结果表明：两种热处理状态下,复合材料都显示出循环蠕变减速现象,峰时效状态下,循环蠕变与静态蠕变相比表现出低的表观激活能非热空位机制作用较大,而过时效状态下,循环蠕变与静态蠕变相比表现出的高的表观激活能,滞弹怀机制作用较大     

短纤维增强金属基复合材料拉伸应力场的有限元数值分析

运用空间轴对称弹塑性有限元方法,研究了短纤维增强金属基复合材料拉伸应力场分布。研究表明,基体和纤维的应力分布及基体塑性行为具有明显的不均匀性,材料参数（纤维长径比,纤维体积分数,纤维根间距和基体应变硬化指数）以不同方式通过影响应力传递基体约束变形和基体应变硬化进而影响应力场分布。     

热处理状态对GH4698合金盘件组织和蠕变性能影响研究

开展了GH4698盘件后续热处理对盘件显微组织和蠕变性能影响研究以及GH4698盘件标准热处理下750 ℃的全阶段蠕变行为研究.试验结果表明:GH4698盘件标准热处理后的显微组织由晶内两种尺寸的球状γ'相和碳化物组成.增加第四段热处理后,显微组织有所变化,晶内小γ'相尺寸有所增加,晶界γ'相贫化区的宽度明显减小,晶界颗粒状碳化物析出更加完善.四段热处理后对GH4698盘件在750 ℃/382 MPa下的蠕变极限有利.GH4698合金750 ℃全蠕变曲线以及俄原型机盘件蠕变性能对比表明,GH4698合金在750 ℃稳态蠕变阶段较短,盘锻件的显微组织和晶粒度的不均匀会造成蠕变性能较大波动,合理的蠕变性能验收条件应为700 ℃/412 MPa/100 h下残余应变≤0.2%.     

短纤维增强金属基复合材料微屈服行为的细观力学分析

在Eshelby等效夹杂方法和双夹杂模型等的基础上建立了细观力学模型，定量计算了短纤维增强金属基复合材料的微屈服行为．计算结果表明：在基体材料的微屈服行为符合Brown—Lukens线性规律的情况下，复合材料的α-(ε^ρ)^1^/^2也近似符合Brown-Lukens规律．同时，计算了增强体短纤维的含量、形状、热残余应力和位错密度诸因素对复合材料微屈服规律的影响．     

热处理对TiCp／Fe复合材料组织和性能的影响

研究了热处理对液态等温反应合成的TiCp/Fe复合材料的组织和性能的影响，指出热处理可以使在凝固过程中产生的少量TiFe2和Fe3C等相溶解消失，并得到一定数量的细小的二次TiC增强相。热处理过程能完全改变复合材料的基体组织，通过不同的热处理工艺可以获得具有不同基体组织的复合材料，合金元素钼可有助于基体组织的调整，热处理过程对复合材料的性能也有较大的影响，二次TiC对基体的强化作用使复合材料的抗拉强度上升和冲击值下降。     

原位TiB2亚微米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变性能

运用盐-金属反应法制备了亚微米TiB2颗粒增强铝基复合材料（TiB2/AC8A）.TiB2颗粒通过钛盐和硼盐与铝合金反应原位生成.对复合材料进行了显微组织观察和高温蠕变性能实验.原位TiB2颗粒的尺寸约为0.5μm,近似呈球形。TiB2／AC8A复合材料具有优异的高温蠕变性能。10ω／％TiB2原位颗粒（～0．5μm）增强AC8A复合材料的蠕变抗力比10φ／％SiCp（1．7μm）外加颗粒增强AI复合材料至少要高两个数最级。10ω／％TiB2／AC8A复合材料表现出高的名义应力指数（11．7～12．5）和名义激活能（265kJ／mol），其稳态蠕变数据能够用廊力指数为8的亚结构不变模型和门槛应力来解释。TiB2／AC8A复合材料的蠕变断裂行为符合Monkman-Grant关系式。     

硅酸铝短纤维增强铝硅合金复合材料热处理组织的研究

研究了热处理工艺对硅酸铝短纤维增强铝硅合金复合材料组织的影响.试验结果表明,热处理能改善复合材料的显微组织,保温时间适当延长可使复合材料组织变细小.另外,热处理温度与制备复合材料的冷却速度增大会导致复合材料处理后新相组织的产生,这是由于冷却速度的增大导致共晶温度下降引起的.经适当的热处理后,复合材料的力学性能有不同程度的提高.     

陶瓷基复合材料纤维拔出有限元研究

采用粘结带模型描述复合材料界面的分离特性，利用有限元数值方法模拟了陶瓷基复合材料的纤维拔出的细观损伤和破坏过程，计算了其拔出过程的载荷一位移响应曲线，研究了界面结合强度、纤维的埋深长度以及热膨胀不匹配对纤维拔出过程的影响。结果表明该模型能很好的解释纤维拔出的破坏过程，纤维的最大拔出力和材料的承载能力都随面结合强度、纤维的埋入长度和基体的热膨胀系数增大而增大；纤维与基体热膨胀系数的不匹配对摩擦拔出力有直接影响。     

纤维排布方式对SiC/Ti材料残余应力影响的有限元分析

采用三维有限元法模拟SiC/Ti-6Al-4V复合材料界面的残余应力分布,分析纤维排列方式对纤维一侧界面残余应力的影响。结果表明,纤维排列方式对纤维一侧界面径向、轴向和周向残余应力均有较大影响,其中纤维六方排列时纤维一侧界面残余应力沿纤维周向分布均匀,且周向残余应力小,不易在界面形成径向裂纹,是较为理想的纤维排列方式。     

纤维排布方式对SiC/Ti材料残余应力影响的有限元分析

采用三维有限元法模拟SiC/Ti-6Al-4V复合材料界面的残余应力分布,分析纤维排列方式对纤维一侧界面残余应力的影响。结果表明,纤维排列方式对纤维一侧界面径向、轴向和周向残余应力均有较大影响,其中纤维六方排列时纤维一侧界面残余应力沿纤维周向分布均匀,且周向残余应力小,不易在界面形成径向裂纹,是较为理想的纤维排列方式。     

Finite Element Analysis of Push-Out Test of SiC Fiber Reinforced Titanium Matrix Composites

Based on the interphase layer model and the spring layer model, an improved interface model was developed to evaluate the interfacial shear strength of Titanium matrix composites(TMCs) and to analyze the effects of various parameters on the interfacial properties. The results showed that the improved interface model is more suitable for calculating the interfacial properties of SiC fiber reinforced titanium matrix composites. The interfacial shear strength of SiC/Timetal-834 predicted is 500 MPa. In additio...     

Al-Mg系自生纤维增强铝基复合材料组织与性能

为解决金属基复合材料中外加增强体与基体间异质界面对材料性能带来的不利影响，提出一种基于粉末冶金技术的原位复合新工艺，并制备出自生金属间化合物纤维增强铝基复合材料。研究结果表明，原位生成的金属间化合物纤维均匀分布在基体中，并平行于材料制备时的挤出方向；原位复合材料的增强效果明显，屈服强度比外加复合材料和基体分别高出28％和95．7％，断裂强度则相应提高了20．6％和88．5％；原位复合材料的强化机制主要是基体和增强体间界面结合良好，既能发挥基体的塑韧性，又能有效发挥自生增强体的强度优势，材料的断裂机制为自生纤维脆性断裂和劈裂。本研究同时表明，此方法工艺简单，成本低廉，且效率高，容易实现产业化。     

热处理对Fe基非晶涂层蠕变行为影响的研究

通过爆炸喷涂制备了Fe基非晶涂层,并在300、400及500℃分别进行了保温处理并研究了保温温度对非晶涂层纳米压入蠕变行为的影响机制.结果 表明,通过热处理可以明显降低涂层孔隙率,使得涂层组织结构更加致密,也因此具有更高的显微硬度;相比300℃低温热处理,500℃热处理后的铁基非晶涂层中组织更加致密、硬度分布更加均匀,...     

热处理对铁基TiC复合涂层的组织及磨损性能的影响

采用电弧喷涂技术在低碳钢Q235基体上制备铁基TiC复合涂层,利用箱式电阻炉对涂层进行400、500、600、700和800℃的热处理,研究其对铁基TiC复合涂层组织和磨粒磨损性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层的显微组织结构、磨损表面和相组成进了分析和研究。结果表明:热处理对Fe-TiC复合涂层的组织、硬度和耐磨性有显著影响,500~700℃热处理能够改善电弧喷涂铁基TiC涂层的耐磨性;500℃热处理后的涂层具有较好的耐磨损性能;随着热处理温度的增加,涂层中出现更多的氧化物相,涂层的磨损机理由犁沟切削和脆性脱落逐步转化为以脆性脱落为主。