金属学报  2007, Vol. 43 Issue (8): 863-867

论文 本期目录 | 过刊浏览 |

SiCp/Al-2618复合材料的应力-应变曲线和增强颗粒受力的模拟

徐娜;宗亚平;张芳;左良

东北大学材料与冶金学院

SIMULATION OF STRESS IN REINFORCEMENTS AND STRESS-STRAIN CURVE OF SiC PARTICULATE Al-2618 MATRIX COMPOSITE

;;;

东北大学材料与冶金学院

徐娜; 宗亚平; 张芳; 左良 . SiCp/Al-2618复合材料的应力-应变曲线和增强颗粒受力的模拟[J]. 金属学报, 2007, 43(8): 863-867 .
, , , . SIMULATION OF STRESS IN REINFORCEMENTS AND STRESS-STRAIN CURVE OF SiC PARTICULATE Al-2618 MATRIX COMPOSITE[J]. Acta Metall Sin, 2007, 43(8): 863-867 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(540 KB)   摘要: 对体积分数为15%的SiC颗粒增强Al-2618复合材料,采用不同的热处理条件得到硬基体和软基体两种不同性能的合金.建立了一个基于Eshelby等效夹杂方法的颗粒复合体力学模型, 通过引入基体割线模量和切线模量的方法模拟了上述两种复合材料的应力-应变曲线, 计算增强粒子的受力情况. 采用基于单胞模型的有限元方法利用ANSYS商品软件进行了同样的模拟工作并进行对比. 通过与实验曲线的对照表明, Eshelby颗粒复合体力学模型可以更准确的预测出硬基体和软基体两种复合材料的应力-应变曲线, 而有限元单胞模型不适用于预测软基体复合材料. 预测出的粒子中的受力远高于基体中的受力, 表明载荷传递是颗粒增强金属基复合材料强度提高的主要机理. 关键词 ： 颗粒强化,  Eshelby方法,  有限元分析,  强度     Abstract：A 15v% SiC particulate reinforced Al-2618 matrix composite was selected to simulate its stress-strain curve and the stress in the reinforcing particles. The simulation was also carried out to compare a composite with soft matrix to that with hard matrix, and the necessary experimental data for the simulation were measured on specimens of the composite under different heat treatments. An analytical model was established based on Eshelby equivalent inclusion approach to do the simulation by introducing numerical secant modulus or tangent modulus scheme respectively. The same modeling work was carried out by FEM analysis based on the unit cell model using a commercial ANSYS code. Through the comparison of the results between the simulation and experimental results, it is shown that the Eshelby model can predict the stress-strain curve of the composite with both hard matrix and soft matrix by introducing different numerical modules, while the FEM model can not be used to simulate the stress-strain curve of composite with soft matrix. The stress in the particles is much higher than that in matrix shown by the simulation, which indicates that load transfer is the main strengthening mechanism for the composite. Key words： particulate reinforcement    Eshelby approach    finite element analysis    strength calculation    property sim 收稿日期: 2006-12-26      ZTFLH:  TB333   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 徐娜 宗亚平 张芳 左良 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V43/I8/863 [1]Kaczmar J W,Pietrzak K,Wlosinski W.J Mater Process Technol,2000;106:58 [2]Zhao Y H,Weng G J.Int J Plast,1996;12:781 [3]Roatta A,Bolmro R E.Mater Sci Eng,1997;A229:192 [4]Farrissey L,Schmauder S,Dong M,Soppa E,Poech M H, McHugh P.Comput Mater Sci,1999;15:1 [5]Benedikt B,Rupnowski P,Kumosa M.Acta Mater,2003; 51:3483 [6]Tian F,Hu G K,Yang G Y.J Beijing Inst Technol,1996; 16:477 (田峰，胡更开，杨改英．北京理工大学学报，1996；16：477) [7]Zong B Y,Guo X H,Derby B.Mater Sci Technol,1999; 15:827 [8]Mori T,Tanaka K.Acta Metall,1973;21:571 [9]Brown L M,Stobbs W M.Philos Mag,1976;34:1185 [10]Li Y Y,Chen Y.J Appl Mech,1990;57:562 [11]Bao G,Hutchinson J W,McMeeking R M.Acta Metall Mater,1991;39:1871 [12]Hirth J P.Scr Metall Mater,1991;25:1 [1] 梁凯, 姚志浩, 谢锡善, 姚凯俊, 董建新. 新型耐热合金SP2215组织与性能的关联性[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 797-811. [2] 张哲峰, 李克强, 蔡拓, 李鹏, 张振军, 刘睿, 杨金波, 张鹏. 层错能对面心立方金属形变机制与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 467-477. [3] 张开元, 董文超, 赵栋, 李世键, 陆善平. 固态相变对Fe-Co-Ni超高强度钢长臂梁构件焊接-淬火过程应力和变形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1633-1643. [4] 郑士建, 闫哲, 孔祥飞, 张瑞丰. 纳米金属层状材料强塑性的界面调控[J]. 金属学报, 2022, 58(6): 709-725. [5] 王韬, 龙弟均, 余黎明, 刘永长, 李会军, 王祖敏. 超高压烧结制备14Cr-ODS钢及微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 184-192. [6] 沈国慧, 胡斌, 杨占兵, 罗海文. 回火温度对含 δ 铁素体高铝中锰钢力学性能和显微组织的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 165-174. [7] 侯嘉鹏, 孙朋飞, 王强, 张振军, 张哲峰. 突破强度-导电率制约关系：晶粒异构设计[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1467-1477. [8] 赵永好, 毛庆忠. 纳米金属结构材料的韧化[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1385-1398. [9] 王硕, 王俊升. Al-Li合金中 δ′/θ′/δ′复合沉淀相结构演化及稳定性的第一性原理探究[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1325-1333. [10] 张旭, 田谨, 薛敏涛, 江峰, 李苏植, 张博召, 丁俊, 李小平, 马恩, 丁向东, 孙军. 2000℃高温高承载的Ta-W难熔合金[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1253-1260. [11] 孙士杰, 田艳中, 张哲峰. 析出强化Fe53Mn15Ni15Cr10Al4Ti2C1 高熵合金强韧化机制[J]. 金属学报, 2022, 58(1): 54-66. [12] 李文文, 陈波, 熊华平, 尚泳来, 毛唯, 程耀永. 第二代单晶高温合金DD6高性能钎焊接头的组织及力学性能[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 959-966. [13] 石增敏, 梁静宇, 李箭, 王毛球, 方子帆. 板条马氏体拉伸塑性行为的原位分析[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 595-604. [14] 王慧远, 夏楠, 布如宇, 王珵, 查敏, 杨治政. 低合金化高性能变形镁合金研究现状及展望[J]. 金属学报, 2021, 57(11): 1429-1437. [15] 李吉臣, 冯迪, 夏卫生, 林高用, 张新明, 任敏文. 非等温时效对7B50铝合金组织及性能的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1255-1264. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed