顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料有效彈性性能預(yù)測.pdf

1、金屬基復(fù)合材料是近幾年來迅速發(fā)展起來的一種高技術(shù)的新型工程材料，以其優(yōu)越的性能而受到國內(nèi)外的高度重視。SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是目前復(fù)合材料中最引人注目的體系之一，不論是在理論上，還是在實(shí)驗(yàn)上均是理想的復(fù)合材料研究對象。本文將均勻化理論與有限元通用程序相結(jié)合，預(yù)測了金屬基復(fù)合材料的宏觀性能。通過對金屬基復(fù)合材料有效彈性常數(shù)的數(shù)值模擬，考察了均勻化方法的適用情況。 本文把基于小參數(shù)漸近展開的均勻化理論和有限元法相結(jié)合，推導(dǎo)出細(xì)觀

2、體系下求解等效彈性模量的表達(dá)式。以SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料為例，對宏觀有效彈性常數(shù)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，并與早期方法得到的結(jié)果進(jìn)行比較。計(jì)算結(jié)果表明均勻化方法在預(yù)測有效彈性常數(shù)方面是正確的。 預(yù)測了金屬基復(fù)合材料的顆粒的形狀、性能、尺寸分布以及顆粒的含量對增強(qiáng)、增韌金屬基復(fù)合材料的有效彈性常數(shù)的影響。用有限元方法模擬了顆粒均勻分布和隨機(jī)分布的金屬基復(fù)合材料的拉伸試驗(yàn)，并對模擬試驗(yàn)結(jié)果和預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了對比分析，模擬得到的有效彈性常數(shù)與多尺度均