原位顆粒增強金屬基復(fù)合材料的斷裂行為研究.pdf

1、作為先進材料的優(yōu)秀代表，原位顆粒增強金屬基復(fù)合材料不僅繼承了傳統(tǒng)顆粒增強金屬基復(fù)合材料的高的比強度和比剛度、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、高的耐磨性能、良好的阻尼性能及尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點，還克服了傳統(tǒng)顆粒增強金屬基復(fù)合材料內(nèi)部缺陷多、界面結(jié)合弱、顆粒團聚嚴重等缺點。自身的巨大優(yōu)勢使得原位顆粒增強金屬基復(fù)合材料在科研和工業(yè)領(lǐng)域備受矚目。
　　本文以原位自生TiB2/A356復(fù)合材料為具體對象，通過試驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了原位顆粒增強金

2、屬基復(fù)合材料的斷裂行為。不僅為原位自生TiB2/A356復(fù)合材料的工業(yè)應(yīng)用提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，更為原位顆粒增強金屬基復(fù)合材料斷裂行為微結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬研究做出了重要嘗試和探索。
　　本文通過試驗方法測得了原位自生TiB2/A356復(fù)合材料的平面應(yīng)變斷裂韌性KIC值。測定結(jié)果與純基體合金KIC值很接近，而原位自生TiB2/A356復(fù)合材料的其他各項主要力學(xué)性能指標都要遠高于純基體合金，這使得將來用該復(fù)合材料替代純基體合金成為可能。
　

3、　通過聯(lián)合使用圖像處理、CAD幾何建模及有限元網(wǎng)格剖分等技術(shù)，建立了原位顆粒增強金屬基復(fù)合材料多顆粒微結(jié)構(gòu)有限元模型。其中，在基于掃描電鏡照片的多顆粒模型建立過程中，通過用顆粒脫落留下的凹坑近似代替脫落的顆粒的辦法創(chuàng)造性地解決了傳統(tǒng)建模方式無法表征原位顆粒增強金屬基復(fù)合材料掃描電鏡照片中全部顆粒的問題，為原位顆粒增強金屬基復(fù)合材料有限元模擬開辟了新途徑。
　　通過圖像處理，運用有限體嵌塊技術(shù)，以最近鄰近顆粒距離變化系數(shù)為參數(shù)，實現(xiàn)