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.pdf

第36卷第2期仓属学垃V01．36NO．2
2000年2月ACTAMETALLRGICASINICAFebruarv2000

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

连建设丁向东江中浩
(吉林工业大学材料科学与工程学院．长春130025)(吉林工4大学计算中心．长春130025)

摘要运用空旬轴对称弹甥性有限元方法和混台律模型推导出应力应娈丹酝系数的解析表选式，并由此提出r一种新的定义复台
材料比例极眼和坷服强度的方法，进而研究了材料参数(纤维长径比、纤维体秘分数纤维根间距却基体应变硬化指数)对短纤维金属基
复合材料拉伸变形行为的影响研究表明．应力应变丹配系数及其变化速率可定量描述复合材料的屈服行为皿成力分配作用，低应变
阶段的应力应受分配系数与复合材料弹性模量之间存在确定的关系谈方法可以反映出材料参数对复合材蚪服行为的影啊，预测的弹
性模量和届服强度与实验结果厦Eshelby模型吻台租好
关中圉键法词分金属盛复台石材i料．]有限元析．文生堡献里标·识翌码：些堕量A：望竖塑鏖文章编号
0412—196J(2000)02—0201—06

THETHE0RITICALRESEARCHINTHEYIELDING
BEHAV10UR0FTENSILEDEF0RMAT10N
INSH0RTFIBERREINF0RCEDMETAL
MATRIXC0MP0SITE

LIANJianshe．DINGXtangdong．JIANGzhonghao
CollegeofMaterialScienceandEngineering．JilinUniversityofTechnology．Changchun130025
HUPin
q．
ComputerCenter，Jil[nUniversityofTechnology．Changchun130025
Correspondent：LIANJiansheprofessor，el：(0i928o62．Fax：f043ii8∞80．
E-mail：lianjs~publiccc?fcn
Manuscriptreceived1999-08~)9．inrevisedform1999—1111

ABSTRACTBasedonthelargestrnaxisvmmetricelastoplasticfinit．eelementandthe1alwofmix-
ture，anewmethodfordefiningtheyieldingbehaviorofmetalmatrixcomposite＼va8proposedandan
anadvticalexpressionforthecogmcientofstressandstraindistributionwasderived．TheefectoftheiYla-
terialpm'ametersffibervolumefraction，fiberaspectra5iofiberenddistanceandmatrstrainhardening
coeficient1onthedeformationbehaviorofshortfiberreinforcedmetalmatrixcompositewasinvestigated
Itwasdemonstratedthatthestressstrainpartitionparametercanbeusedtodescribethestresstransfer
efectquantit&tire1vandthereisadeterminaterelationbetweenthestressstrMnpartitionpm'ameterand
theelasticroodulUSofcompositeThee髓ctofmaterialparametersoninitialyieldingbehavioriSshown
moreappropriatelybythisnewmethod．Thepredictedelasticmodulusandymldingstressareingood
agreementwiththeexperimentandSOwiththeEshelbymodel
KEYW0RDSmetalmatrixcomposite，FEA．proportionlimit，elasticmodulus，yieldstrength

短纤维增强金属基复台材料(MMCs)由于其特殊的微维周围的应力集中区．从而导敏MMCs在远小于未增强基
观结构特点．基体的塑性变形十分不均匀．并首先发生于纤体材料产生体积塑睦变形的应变时其应力应变曲线就偏离
理想弹性行为【J这将会影响到实际工程中不允许非线
性