颗粒增强脆性基体复合材料的细观强度模型

用细观力学的方法研究颗粒增强脆性基体复合材料的强度和损伤失效,认为复合材料由随机二相胞元和基体构成,分析基体、颗粒中的局部应力场,根据损伤理论分别得到基体和颗粒的损伤等效应力.在界面脱开成为裂纹源并向基体内扩展的情况下,计算出弧形界面裂纹的能量释放率.最后分别提出基体、颗粒和界面的失效强度准则.结果表明, 复合材料的强度与二相胞元的方位角、颗粒体积含量、界面脱粘角、颗粒直径有关.     

脆性基体复合材料裂尖邻域夹杂-基体界面脱粘发展的数值模拟

夹杂-基体界面脱粘是脆性基体复合材料在拉伸载荷下的主要损伤机制之一.同时,材料内部裂纹尖端附近区域因应力集中,往往具有相对较高的损伤可能性.文中提出一种以一类包含"非均匀相"的解析胞元为基础的数值方法,以考察脆性基体复合材料内部裂尖临域夹杂脱粘的发展以及此过程中应力强度因子的变化.该方法分别应用含夹杂与含裂尖的解析胞元,以精确描述夹杂-基体界面与裂纹尖端附近的高梯度场函数,并利用Weibull概率函数控制加载过程中夹杂脱粘的发生.应用此方法可方便地建立复合材料内部裂尖附近细观结构的有限元模型,预测各夹杂依次发生脱粘的过程,并获得夹杂脱粘概率与裂纹场应力强度因子随载荷的发展规律.根据模拟结果,详细讨论材料各方面性质对于裂尖附近区域力学行为的影响.     

不同应力状态下硬面涂层材料的疲劳强度

采用弯曲疲劳和拉-压疲劳试验,比较了45钢基体上真空熔覆镍基合金/WC复合涂层试样在不同应力状态下的疲劳强度,并与45钢基体材料进行了对比。结果表明：在弯曲疲劳时,在相同寿命的条件下,正火后涂层试样比无涂层试样的承载能力提高80MPa左右;当N＜3×10~4时拉-压疲劳时,涂层试样的疲劳强度小于无涂层试样,而N＞3×10~4时拉-压疲劳时,则相反;在相同寿命的条件下,涂层试样的弯曲疲劳强度比拉-压疲劳大75MPa左右,而无涂层试样则大25MPa左右。     

SiC_p/Al复合材料铣削残余应力的有限元分析

SiC_p/Al复合材料属于典型难加工材料,大量Si C颗粒离散分布其中,导致在铣削加工高体积分数SiC_p/Al复合材料时,加工表面容易出现应力分布不均现象,严重影响材料的稳定性。为了研究SiC_p/Al复合材料加工表面残余应力,通过ABAQUS有限元分析软件建立了SiC_p/Al复合材料三维铣削有限元模型,并分析了切削工艺参数对残余应力的影响。结果表明:切削速度对残余应力变化影响较小,每齿进给量对残余应力变化影响较大,所得结果与经验计算值吻合较好。     

纤维增强金属基复合材料弹塑性行为分析

在分析复合材料宏、细观场量之间联系的基础上 ,基于复合材料细观结构周期性假设 ,选取适当的代表性体积元 ,采用弱化的边界连续性与周期性条件 ,通过对细观力学方程的建立与求解 ,建立了一种纤维增强金属基复合材料宏、细观统一力学模型。该模型建立起了宏、细观场量的联系 ,获得了宏观应力 -应变关系。试验及理论计算表明 ,该模型能够较好地预测复合材料宏观弹塑性性能。利用该模型分析了复合材料宏观弹塑性应力 -应变响应以及细观几何结构特征对宏观弹塑性性能的影响。此外 ,将该模型与常规的结构分析方法 (如有限元法 )相结合 ,能够开展对金属基复合材料结构的弹塑性行为分析。     

颗粒增强铝基复合材料焊接技术的发展

针对目前颗粒增强铝基复合材料在焊接方面存在的一些技术问题,简要介绍了国内外几种适用于铝基复合材料焊接的新技术,主要有非真空扩散焊接、非夹层液相扩散焊接、等离子喷涂焊接、激光诱发反应焊接、刷镀镍涂层激光焊接、搅拌摩擦焊和电容储能放电焊接等。     

纤维增强铝基复合材料研究进展

综述了纤维增强铝基复合材料研究进展，概述了纤维增强体的性能特点和制备方法，简介了纤维增强铝基复合材料的主要制造方法，并对几种典型的纤维增强铝基复合材料的特性、制造工艺和研究应用现状进行了论述。     

金属基复合材料加工的进展

介绍了金属基复合材料（ＭＭＣ）的加工发展状态,包括各种传统的切削加工方法和特种加工方法在金属基复合材料上的应用。用刀具切削仍然是ＭＭＣ的主要加工方法,复合材料增强体硬度越高、含量越大,其切削加工性能越差,对刀具硬度的要求也越高。增强体的存在使有色金属基复合材料比基体材料有更好的可磨削性。除电火花成型加工外,各种非传统加工法在ＭＭＣ上的应用多见于板料切割。非传统加工也会在复合材料中留下多种表层缺陷。     

一种新型添加剂在钢基表面复合材料中的应用

采用一种新型添加剂,解决了普通砂型铸造钢基表层复合材料工艺中易出现的气孔、夹渣等问题,成功制备出了品质较高的高铬铸铁-钢基表层合金化复合材料。该新型添加剂不仅无毒无味,使用方便,而且高温发气量少,除渣能力强,加入量范围宽(8%~12%),铸渗效果对其加入量不敏感。     

三维多向编织复合材料承力接头破坏模态

通过单向拉伸试验研究了三维多向整体编织复合材料单耳承力接头的破坏模式。试样选用T700碳纤维和环氧树脂,采用RTM(resin transfer molding树脂传递模塑)工艺制成。试验针对由3种编织工艺(三维四向编织、三维五向编织和三维六向编织)、两种连接孔加工方式(机械钻孔和编织孔)、两种几何外形所组成的十组三维编织复合材料单耳承力接头的破坏机理与破坏载荷进行了初步探索研究,并对其在航空结构中的可应用性做出了评估。     

流体应力方向、运动方程、广义应力公式综述

目前流体力学教材上,关于流体中应力分量的定义、微元六面体上应力分量方向的假设方法各不相同,与此相对应,用应力表示的流体运动微分方程及广义应力公式也必须采取不同形式。若上述对应关系搞错势必得出错误结果。这种问题可能被忽视,为解决此问题,对流体中应力分量的定义、应力方向假设方法、用应力表示的流体运动微分方程及广义应力公式进行了分析和归纳总结,用具体例子加以说明。并给出如何根据应力计算结果的正负判断应力方向的方法。     

原位合成钛基复合材料的高温力学性能

利用钛与B4C反应经普通的熔铸工艺制备了原位合成TiB和TiC增强的钛基复合材料。研究了原位合成钛基复合材料的高温力学性能和断裂机理。结果表明：随着温度的升高，其抗拉强度降低，伸长率提高。但与基体钛合金比较，由于原位合成增强体非常稳定，能有效地强化基体合金，明显提高了复合材料的高温抗拉强度。拉伸断裂机理与温度有关，室温时，增强体断裂是材料失效的主要原因；而随着温度的提高，增强体与基体合金界面脱粘成为材料失效的主要原因。