SiCpAl2618复合材料力学行为的数值与分析模型对比的模.pdf

东北大学

硕士学位论文

SiC<,p>/Al-2618复合材料力学行为的数值与分析模型对比的模
拟研究

姓名：赵亚娟

申请学位级别：硕士

专业：材料学

指导教师：宗亚平

20050101
摘要SiCP／AI一2618复合材料力学行为的数值与分析模型对比的模拟研究实验所得的复合材料应力．应变曲线均存在误差；而在T6处理条件(峰值时效)合材料和颗粒的应力．虚变曲线，结果与实验值符合较好，充分说明了本文改进模作用、晶粒大小对复合材料强度的贡献大小，结果表明，对于本研究所用的复合另外，用有限元轴对称方法和Eshelby模型研究了颗粒的形状参数对应力一应本文运用有限元轴对称模型和平面应变模型预测了15v％SiCp／A1．2618复合材料的应力-应变曲线和其中SiC颗粒的受力情况。结果表明，两种模型模拟得出的复合材料应力-应变曲线趋势相似。在T4处理条件(自然时效)下，两种模型与下，轴对称模型与实验曲线吻合较好。两柙模型都显示，颗粒中的受力水平远大于复合材料中的受力。通过改进的Eshelby割线模量模型，应用基体的实验应力．应变曲线模拟了复型的成功性。而通过实验数据进行拟合计算得到硬化系数，再用传统的割线模囊法通过Eshelby模型预测的复合材料应力．应变曲线较远的偏离了实验曲线。通过透射电镜对T4和T6条件下复合材料位错密度的观察，同时计算了弥散材料，其微观增强机制所起的作用很小，主要通过载荷传递来强化材料。从有限元模型和Eshelby分析模型锝出的结果与实验值的比较可以看出，软基体复合材料(T4条件下)是以应变失配机制来进行载荷传递的；而对于硬基体(T6条件下)复合材料来说，载荷传递的机制主要依赖于增强粒子对基体应变的阻碍作用来实现。变曲线的影响，长宽比越大的颗粒其复合材料的强度越高，颗粒中的应力也明显较高，说明此时载荷传递越有效：有限元的模拟结果表明，增强粒子形状为圆柱体的复合材料中的应力和粒子中的应力均比椭球体的高，更适合于载荷传递。关键词：金属基复合材料，强化机制，应力-应变曲线，有限元模型，Eshelby分析模型，载荷传递东北大学硕士学位论文II
ABSTRACTMechanicalSiC／AI一26NumericalSimulationsBehaviorofCompositeandAnalyticalthe18that，under(naturalcondition)，theplanemodel，andCananalyticalsecantmechanismtransfer,tranSfermechanism．东北大学硕士学位论文basedofaunderminingtreatment(peakaxisymmetricthancomposite(T6condition)buttreatmentmodeltraditionalTEM．Itsimilar．Thestrengtheningthatmatrixverymismatchbetweentreatment，theonaFiniteelementanalysishasbeencarriedstrainunitcellmodelsrespectivelysimulatetensilebehaviorA1-2618compositereinforcedbyparticulateSiC．Theresultsindicatestress—strainsimilarsimulatedtwomodels．UnderT4agedstress-strainpredictedisagreewellwithexperimentalvaluesflowwhereasunderT6betterconsistentmeasuredexperiment．Itbeconcludedgoodmodelinghardforsoftcomposite．AnEshelbyapproachalsousedcomposite．Thefitsbothconditions．Anewsuccessfulestablisheddirectlydatamonolithicalloyoffermuchcomparedmodulusapproach．ThedislocationdensityinterfaceSiCparticlematrix，andwasinvestigatedindicatedinplacescontributiongrainsizerefinementdispersionstrengthsmalltheoreticalanalysis．Itshownloadtransferfromreinforcementsplaysimportantrole．Fromfiniteapproach，itpa