纳米TiC颗粒增强铝基复合材料的力学行为模拟

为了研究纳米陶瓷颗粒对金属材料力学行为的影响,首先建立了TiC/Al复合材料的三维微观模型,采用有限元法与拉伸试验探究了复合材料受载时的应力应变分布规律与屈服强度,其中,有限元过程考虑了纳米TiC颗粒对铝合金基体的细晶强化,以及颗粒尺寸(500 nm和200 nm)、含量(1wt%、3wt%和5wt%)对复合材料的影响。结果表明:纳米TiC颗粒对复合材料的屈服强度起到了力学强化作用,小尺寸(200 nm)的TiC颗粒力学强化效果较大;复合材料的屈服强度随着纳米TiC含量的增高而提升,但较高含量的TiC会损害基体的塑性。由于把颗粒的细晶强化贡献纳入了计算模型,颗粒尺寸为500 nm、含量为1wt%与3wt%时TiC/Al复合材料屈服强度的预测值与试验值较为吻合。