金屬玻璃基復合材料的微結構效應
本文選題:金屬玻璃基復合材料 + 顆粒; 參考:《復合材料學報》2017年06期
【摘要】:基于自由體積理論和Ramberg-Osgood模型,并利用ABAQUS軟件,建立顆粒隨機分布代表性體積單元模型,模擬了Ti_(64.5)Zr_(14.5)V_(18.5)Cu_(2.5)顆粒增韌Ti基金屬玻璃基復合材料在單軸拉伸狀態(tài)下的微結構效應,討論了顆粒的體積分數(shù)、團聚數(shù)目、長徑比、定位取向和界面對金屬玻璃韌性的影響。結果表明:提高顆粒體積分數(shù)能顯著提高復合材料的塑性,但部分犧牲了復合材料的強度;增大顆粒長徑比能夠增強復合材料的塑性和屈服強度;使顆粒的取向與荷載方向成90°或0°,不僅增強了復合材料的塑性,而且與其他排布相比也增強了復合材料的強度;減少團聚數(shù)目至2個以下,能明顯減少金屬玻璃基復合材料的塑性和強度的損失,使團聚中顆粒與荷載成90°,卻能改善復合材料的塑性和強度;在顆粒增韌金屬玻璃基復合材料中加入零厚度界面,能觀察到在主剪切帶上顆粒和基體在界面處脫粘,得到與實驗現(xiàn)象更加吻合的結果。通過上述的研究能夠很好地理解復合材料的微結構效應,并有利于材料的設計。
[Abstract]:Based on the free volume theory and Ramberg-Osgood model, and using ABAQUS software, a representative volume unit model of random distribution of particles is established. The microstructure effects of Ti / T _ (64.5V) / ZR / T _ (14. 5) V _ (14. 5) V _ (18. 5) C _ (5) / C _ (2.5) particles toughened Ti matrix metallic glass matrix composites under uniaxial tensile condition are simulated. The effects of particle volume fraction, agglomeration number, aspect ratio, orientation and interface on the toughness of metallic glass were discussed. The results show that the plasticity and yield strength of the composites can be enhanced by increasing the particle volume fraction, but partly sacrificing the strength of the composites, and increasing the aspect ratio of the particles can enhance the plasticity and yield strength of the composites. Making the orientation of the particles 90 擄or 0 擄in the direction of the load not only enhances the plasticity of the composite, but also enhances the strength of the composite in comparison with other layouts, reducing the number of agglomerations to less than 2, It can obviously reduce the loss of plasticity and strength of metal glass matrix composites, make the particles in agglomeration become 90 擄of load, but can improve the plasticity and strength of metal glass matrix composites, and add zero thickness interface to the metal glass matrix composites toughened by particles, It can be observed that the debonding of particles and matrix at the interface in the main shear band is in good agreement with the experimental results. Through the above research, the microstructure effect of the composite can be well understood, and it is beneficial to the material design.
【作者單位】: 河海大學力學與材料學院;南京航空航天大學航空宇航學院;
【基金】:國家自然基金(11202064) 江蘇省自然基金(BK201247)
【分類號】:TB33
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,本文編號:1864053
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