顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能預(yù)測(cè)方法研究
本文關(guān)鍵詞:顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《武漢理工大學(xué)》 2006年
顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能預(yù)測(cè)方法研究
曹東風(fēng)
【摘要】:本文的主要任務(wù)是用計(jì)算細(xì)觀力學(xué)的方法模擬研究分離式霍普金森壓桿的實(shí)驗(yàn)過程,并構(gòu)建一種采用二維多顆粒隨機(jī)模型來預(yù)測(cè)PRMMCs動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的方法。這種二維多顆粒隨機(jī)模型可以考慮應(yīng)變率、顆粒體積含量、顆粒尺寸及顆粒形狀等因素對(duì)PRMMCs動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。該方法的主要步驟如下:首先在金屬基體隨機(jī)生成顆粒,并剖分網(wǎng)格,構(gòu)建試樣的數(shù)值模型:隨后分別對(duì)基體和陶瓷顆粒附加合適的材料模型,陶瓷顆粒選用Johnson-Holmquist(JH-2)損傷模型,最后用有限元軟件完成對(duì)SHPB實(shí)驗(yàn)的模擬。為了證明預(yù)測(cè)方法的合理性,論文還用SHPB實(shí)驗(yàn)對(duì)PRMMCs動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行驗(yàn)證;谝陨瞎ぷ鳎梢源笾碌玫饺缦陆Y(jié)論: 1、數(shù)值預(yù)測(cè)表明:一方面,應(yīng)變率效應(yīng)對(duì)PRMMCs流動(dòng)應(yīng)力有著顯著的影響,應(yīng)變率越大,對(duì)應(yīng)的流動(dòng)應(yīng)力就越大,另一方面屈服強(qiáng)度和流動(dòng)應(yīng)力隨著應(yīng)變率的變化呈非線性變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值預(yù)測(cè)的結(jié)果是一致的。 2、數(shù)值預(yù)測(cè)表明:顆粒含量的影響非常顯著,不同體積含量,在同等應(yīng)變率下對(duì)應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變曲線差別非常明顯。顆粒含量越大,PRMMCs的增強(qiáng)效果就越明顯,特別是材料的屈服強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值預(yù)測(cè)的結(jié)果是一致的。 3、數(shù)值預(yù)測(cè)表明:在同等體積含量下,顆粒尺寸越小,,對(duì)應(yīng)的屈服強(qiáng)度和流動(dòng)應(yīng)力就越高,并且屈服強(qiáng)度和流動(dòng)應(yīng)力隨顆粒尺寸變小呈非線性增長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示顆粒大小對(duì)PRMMCs沒有規(guī)律性影響,可能和試樣的燒結(jié)缺陷有關(guān)系。 4、關(guān)于顆粒形狀對(duì)PRMMCs的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的影響,數(shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果顯示:增強(qiáng)效果不是簡(jiǎn)單的受到顆粒形狀的影響,還與顆粒和基體的應(yīng)力損傷程度密切相關(guān)。顆粒尖角和過大的縱橫比都更容易引起PRMMCs的應(yīng)力集中,更容易產(chǎn)生顆粒的損傷。 5、實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表明:把實(shí)驗(yàn)測(cè)得的材料參數(shù)用于數(shù)值模擬,觀察顆粒含量對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變的影響,數(shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)可以比較好的吻合。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2006
【分類號(hào)】:TB331
【目錄】:
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