SiC_f/Al模型复合材料界面微区残余应力

实验测定界面附近残余应力的分布有利于深入研究金属基复合材料变形和断裂行为的微观机制 ,对制备综合性能良好的复合材料具有指导作用 .采用束斑直径为 30 μm的微小 X射线束 ,测定了单根 Si C连续纤维及连续 Si C纤维束增强纯 Al模型复合材料中 Si C纤维附近基体中的周向和径向残余应力分布 ,并将测量结果与有限元模拟结果进行了比较 .     

短碳纤维增强橡胶基密封复合材料的热残余应力数值分析

以碳纤维/丁腈橡胶基密封复合材料为对象,采用ABAQUS有限元分析软件,建立含有界面相的三维有限元模型,研究了橡胶基复合材料热残余应力的分布规律.探讨了制备温度、界面相厚度、界面相模量描述方法、纤维体积分数、纤维直径对热残余应力的影响.结果表明:制备温度的变化对纤维和界面相的热残余应力影响较大;界面相厚度对纤维的残余应力的影响比其对自身的影响大;梯度界面有利于降低复合材料的热残余应力;适当提高纤维体积分数和增加纤维直径都有助于改善复合材料热残余应力的分布.     

Al2O3—SiO2（sf）／Al—Si复合材料残余应力的研究

采用Ｘ射线法Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ｓｆ）／Ａｌ－Ｓｉ复合材料残余应力进行了研究。结果表明Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ｓｆ）／Ａｌ－Ｓｉ复合材料中存在较大的残余应力;残余应力的大小随纤维含量的增加而增加,且受到纤维分布的影响。在纤维定向增强的复合材料中,残余应力具有各向异性,平行纤维方向的残余应力最大,垂直纤维方向的残余应力最小。     

超显微硬度法研究SiC_P/6066铝基复合材料微区硬度变化

对喷射共沉积后经挤压的SiCP/ 6 0 6 6铝基复合材料 ,通过采用超显微硬度法测量了其微区的硬度变化 ,观察其显微组织 .结果表明 :在SiC颗粒分布密集处 ,基体超显微硬度值HV为 143.2 ,而在SiC颗粒分布稀疏处 ,硬度值HV为 10 7.2 ,二者之间有明显差距 .这是由于分布密集的增强体SiCP 周围局部基体应力场应力集中更剧烈而使超显微硬度值提高 .此外还测量了由于热收缩应力引起SiCP 周围应力场的变化而导致的微区硬度的变化 .在SiC颗粒附近基体硬度值较高 ,HV达 10 5 .8,而离SiC粒子距离大于其颗粒半径的基体中 ,硬度较低 ,HV约为 81.7.SiCP 造成基体中应力场的叠加可使基体中出现张应力区 .此外 ,通过测量复合材料超显微硬度值的变化 ,分析了残余应力对喷射共沉积复合材料微区一些力学性能的影响     

热轧Nicalon SiC纤维/LD_2铝合金显微组织的研究

对热轧Nicalon SiC纤维/LD_2铝合金复合材料的显微组织进行了研究。文中对几种不同热轧工艺下制备的SiC/LD_2复合材料进行了金相显微镜、扫描电镜及透射电子显微镜分析和比较。测定了SiC/LD_2预制丝、热轧SiC/LD_2板材中的孔洞体积分数。结果表明,热轧SiC/LD_2板材中的孔洞含量远小于SiC/LD_2预制丝中的孔洞含量。利用电子探针分析技术分别对预制丝和热轧板材中纤维与基体之间界面附近的成份进行了分析,发现在热轧板材的界面附近出现了Mg元素富集。经研究得出:只要热轧工艺参数选择适当,就可以制备出结合良好的SiC/LD_2复合材料。     

长纤维局部增强铝合金中的宏观残余应力

采用钻孔法测定了长纤维局部增强的铝合金试样中增强区与非增强区之间的宏观残余应力,利用有限元法对此进行了模拟计算.结果表明:增强区与非增强区之间存在着明显的宏观残余应力,但分布很不均匀.在增强区和非增强区大部分区域,残余应力并不大,而宏观边界附近的非增强区以及增强区的局部存在高残余拉应力微区.在50%纤维局部增强的试样中...     

缠绕复合材料固化残余应力分析

本文利用傅里叶热传导方程、基体的固化动力学方程以及复合材料在固化过程中的力学性能本构模型,建立缠绕复合材料结构的固化工艺以及残余应力应变分析模型,分析计算研究复合材料固化过程中产生的残余应力。计算结果显示：缠绕复合材料最外层的残余应力均为正应力,最内层的残余应力均为负应力;缠绕复合材料的内径、层数、纤维体积分数、基体化学收缩比以及固化工艺温度对残余应力的影响较大。     

缠绕复合材料结构固化残余应力的数值计算

利用傅里叶热传导方程、基体的固化动力学方程以及复合材料在固化过程中的力学性能本构模型,建立缠绕复合材料结构的固化工艺以及残余应力应变分析模型,分析计算研究复合材料固化过程中产生的残余应力。计算结果显示:缠绕复合材料最外层的残余应力均为正应力,最内层的残余应力均为负应力;缠绕复合材料的内径、层数、纤维体积分数、基体化学收缩比以及固化工艺温度对残余应力的影响较大。     

SiC/Al双面焊的残余应力分析

运用有限元软件ANSYS对SiC/Al的双面焊过程进行了数值分析.采用高斯圆柱热源模型模拟激光焊源,利用APDL编写循环程序实现热源的移动,得到SiC/Al双面焊过程的温度场分布和冷却后的残余应力场.从平行焊接方向陶瓷侧靠近焊缝处的横向和纵向残余应力分布曲线可见:第一道焊表面(正面)的纵向残余应力在其边缘端均为压应力,并迅速向内转变为拉应力;而第二道焊表面(反面)的纵向残余应力却正好相反,其边缘端均为拉应力,并迅速向内转变为压应力.而横向残余应力均为压应力,最大值分布在两侧.在焊缝两侧,横向与纵向残余应力均发生跳跃变化.     

含预成型孔复合材料单层板的一种设计方法

基于有限元应力分析和强度准则以及纤维连续绕过孔边的约束条件,对含孔纤维增强复合材料单层板的纤维取向和密度分布进行迭代设计,结果表明：在平均纤维含量不变的条件下其拉伸强度取得较大幅度的提高。此研究结果可进一步用于含孔复合材料层合板的设计。     

Research on Vibration Cutting Performance of Particle Reinforced Metallic Matrix Composites SiC_p/Al

The cutting performance of particle reinforced meta ll ic matrix composites (PRMMCs) SiC p/Al in ultrasonic vibration cutting and comm on cutting with carbide tools and PCD tools was experimentally researched in the paper. The changing rules of chip shape, deformation coefficient, shear angle a nd surface residual stress were presented by ultrasonic vibration cutting. Resul ts show: when adopting common cutting, spiral chip with smaller curl radius will be obtained. The chip with zigzag contour is short ...     

金属基复合材料纤维断裂脱落后的应力分析

通过对长纤维增强的金属基复合材料纤维脱落后复合材料应力场的分析得到了应力分布的精确解,讨论了循环热/机械载荷对复合材料应力场的影响,并针对Al基Be纤维增强的复合材料中外载荷对纤维与基体间的脱落长度的影响做了定性分析,认为当外载荷与材料参数不发生变化时,纤维与基体将不会产生继续脱落,进而破坏形式将会发生变化,在整个分析过程中纤维作为弹性体,纤维与基体界面的塑性变形采用了理想弹塑性模型.得到结论为以后继续研究金属基复合材料的疲劳特性奠定了基础.     

编织结构三维仿真及其对C/SiC复合材料性能的影响

以连续碳纤维增强的碳化硅复合材料为研究对象,利用计算机仿真技术实现了纤维预制体结构的三维仿真;同时采用CVD PIP联合工艺制备了2.5D与三维四向2种结构的C/SiC复合材料,研究了预制体结构与复合材料力学性能之间的关系。结果表明:三维四向编织结构C/SiC复合材料的x向弯曲强度达到399.2 MPa,层间剪切强度达到38.1 MPa,断裂韧性达到16.0 MPa.m1/2,各项力学性能均高于2.5D编织结构的C/SiC复合材料的力学性能。     

纳米SiC颗粒对Al2O3—ZrO2复合材料断裂模式的影响

本文观察了Al2O3-ZrO2和纳米SiC复合Al2O3-ZrO2陶瓷材料的断口形貌。在Al2O3-ZrO2样品中表现为典型的沿晶断裂。复合纲米SiC颗粒后,出现相当一部分的穿晶断裂形貌。并且讨论论了残余热应力对断裂模式的影响。     

SiCp/Al复合材料的高速铣削试验与表面缺陷研究

金属基复合材料(MMCs),特别是颗粒增强铝基复合材料(PRAMCs)因其良好的综合性能具有广阔的应用前景,但其难切削性限制了进一步发展与应用。通过实验:采用PCD刀具、在不同切削条件下对高体分Si Cp/Al复合材料进行高速铣削。探讨了铣削速度、进给量、切削深度对表面完整性(表面粗糙度、表面残余应力和表面形态)的影响,并且建立了高速铣削时的表面粗糙度和表面残余应力预测模型。为铝基复合材料的相似高速切削提供了实例参考和理论依据。     

高岭土原位碳热还原制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料的研究

详细介绍了利用高岭土通过原位反应及热压烧结制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料.探索了以天然矿物高岭土,碳作为原材料,低成本合成制备高性能Al2O3/SiC复相陶瓷的新方法.首先,在原位碳热还原反应中,高岭土和碳在流动氩气氛中合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷粉,对合成反应的热力学过程进行理论分析和实验研究,对合成的Al2O3/SiC复相陶瓷粉进行了DTA和XRD分析,分析表明陶瓷粉的合成过程分两步,第一步是高岭土自身的脱水,第二步是SiO2被还原的过程及制备出Al2O3/SiC复相陶瓷粉.研究表明,最佳的粉末合成温度为1550℃;其次,Al2O3/SiC复相陶瓷粉通过热压烧结合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷,烧结助剂的添加有助于降低烧结温度.复相陶瓷抗弯强度达到420 MPa,相对密度达到98%,硬度HRA89.     

原位生长碳纳米管增强SiCf/SiC复合材料的力学性能简

碳化硅纤维增强碳化硅复合材料（SiCf/SiC）是航空航天和聚变能源等高技术领域理想的高温结构材料,改善纤维与基体的界面结合是提高其力学性能的关键。本文采用化学气相沉积法在纤维表面原位生长碳纳米管,以达到改善纤维与基体的结合同时对复合材料进行二次增强的目的。结果表明,采用碳纳米管增强的SiCf/SiC复合材料的力学性能有不同程度的提高,特别是当碳纳米管的体积分数为5．31％时,复合材料的断裂韧性提高106．3％。纤维表面的碳纳米管层与纤维结合较弱,能够促进纤维的拔出,从而促进复合材料断裂韧性的提高;另外,碳纳米管的拔出对复合断裂韧性的提高也有一定的促进作用。     

SiC颗粒特性对无压熔渗SiCp/Al复合材料热物理性能的影响

采用粉末注射成形-无压熔渗相结合技术制备出了电子封装用高体积分数SiCp/Al复合材料. 重点研究了SiC粒径、体积分数以及粒径大小等颗粒特性对所制备复合材料热物理性能的影响规律. 研究结果表明,SiCp/Al复合材料的热导率随SiC粒径的增大和体积分数的增加而增加;SiC粒径的大小对复合材料的热膨胀系数(CTE)没有显著的影响,而其体积分数对CTE的影响较大. CTE随着SiC颗粒体积分数的增加而减小,CTE实验值与基于Turner模型的预测值比较接近. 通过对不同粒径的SiC粉末进行级配,可以实现体积分数在53%～68%、CTE(20～100℃)在7.8×10-6～5.4×10-6K-1、热导率在140～190W·m·K-1范围内变化.