礦物復(fù)合材料壓縮性能的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、礦物復(fù)合材料是以礦物顆粒為骨料并配以改性環(huán)氧樹脂等膠結(jié)料所形成的一種新型復(fù)合材料，其制品稱為礦物鑄件。作為制造精密機(jī)床床身的理想材料，與傳統(tǒng)鑄鐵等材料相比，礦物復(fù)合材料的力學(xué)性能有所不足，因此對(duì)于礦物復(fù)合材料的研究，首要的就是要提高其力學(xué)性能，以提高其在機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用價(jià)值。礦物復(fù)合材料的性能與內(nèi)部各基礎(chǔ)組分的性質(zhì)與含量有很大的關(guān)系，構(gòu)成復(fù)合材料的礦物顆粒骨料級(jí)配、膠結(jié)料和填料的類型與含量對(duì)成型后礦物復(fù)合材料制品的力學(xué)性能都有很大的影響。

2、因此，合理選擇骨料級(jí)配以及采用優(yōu)化的配合比，對(duì)于得到經(jīng)濟(jì)性好、性能高的制品至關(guān)重要。
　　本文通過(guò)設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，探究骨料級(jí)配、環(huán)氧樹脂膠結(jié)料含量以及填料種類與含量對(duì)礦物復(fù)合材料壓縮強(qiáng)度和壓縮彈性模量等力學(xué)性能的影響。得到了礦物復(fù)合材料的最佳骨料級(jí)配和合理配合比，獲得了壓縮性能優(yōu)良的礦物鑄件。
　　通過(guò)建立反映骨料級(jí)配的礦物復(fù)合材料的二維中尺度有限元隨機(jī)模型，對(duì)不同骨料級(jí)配的礦物復(fù)合材料的壓縮性能進(jìn)行了模擬，獲得與實(shí)驗(yàn)測(cè)

3、試值一致的壓縮強(qiáng)度和壓縮彈性模量的模擬值，證明這種用于礦物復(fù)合材料壓縮性能模擬的方法具有較高的精確性。得到4種骨料級(jí)配下礦物復(fù)合材料在受壓過(guò)程中的裂紋擴(kuò)展、應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D和應(yīng)力-應(yīng)變曲線等數(shù)據(jù)，為礦物復(fù)合材料材料的增強(qiáng)機(jī)理研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　借助影像測(cè)量?jī)x的放大效應(yīng)，觀察礦物復(fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組織形貌，用于分析骨料顆粒之間與骨料表面膠砂的含量與分布狀態(tài)的差異，以及對(duì)于成型后制品強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)性能的影響。
　　在注