本文選題：金屬基復(fù)合材料 + 多尺度　； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著航空航天工業(yè)的不斷發(fā)展,復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊。金屬基復(fù)合材料由于其良好的材料性能將成為高溫結(jié)構(gòu)材料研究的重點。然而,對于單向金屬基復(fù)合材料的各方面研究還處于初始階段,需要一個逐步認(rèn)識、逐步完善的過程。因此,開展對金屬基復(fù)合材料強(qiáng)度分析方法的研究顯得非常有必要。采用細(xì)觀有限元法模擬了Si C/Ti-6Al-4V復(fù)合材料的單軸拉伸行為。首先,建立Si C/Ti-6Al-4V復(fù)合材料的有限元模型,其中加入了內(nèi)聚力界面模型來了模擬復(fù)合材料的界面;其次,利用有限元軟件模擬得到了Si C/Ti-6Al-4V復(fù)合材料的軸向熱殘余應(yīng)力以及單軸拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線,并與相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行對比;最后模擬分析了不同界面強(qiáng)度以及纖維體積含量對復(fù)合材料單軸拉伸性能的影響�；谟邢奕莘e直接平均細(xì)觀力學(xué)法(FVDAM)來預(yù)測復(fù)合材料的宏觀性能,結(jié)合復(fù)合材料細(xì)觀失效準(zhǔn)則以及彈性性能折減模型等,發(fā)展了一套宏細(xì)觀統(tǒng)一的漸進(jìn)失效分析方法。利用此方法編寫了一套程序并對Si C/Ti-6Al-4V復(fù)合材料含中心孔的平板構(gòu)件進(jìn)行了失效分析模擬,預(yù)測了其失效強(qiáng)度以及失效模式。以某型航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片為原型,利用宏細(xì)觀統(tǒng)一漸進(jìn)失效分析方法對葉片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了失效過程模擬分析,初步驗證了復(fù)合材料多尺度漸進(jìn)失效分析方法在工程實際應(yīng)用中的可行性。此外,本文對未來金屬基復(fù)合材料的研究提出了幾點建議和展望。
[Abstract]:With the continuous development of aerospace industry, composite materials are widely used in aerospace field. Metal-matrix composites will become the focus of high-temperature structural materials because of their good material properties. However, the study on all aspects of unidirectional metal matrix composites is still in the initial stage, which needs a gradual understanding and improvement process. Therefore, it is necessary to study the strength analysis method of metal matrix composites. The uniaxial tensile behavior of Si C/Ti-6Al-4V composites was simulated by mesoscopic finite element method. Firstly, the finite element model of Si C/Ti-6Al-4V composite is established, in which the cohesive interface model is added to simulate the interface of the composite. The axial thermal residual stresses of Si C/Ti-6Al-4V composites and the stress-strain curves under uniaxial tension were obtained by using finite element software, and the results were compared with those obtained in related literatures. Finally, the effects of interfacial strength and fiber volume content on uniaxial tensile properties of composites were simulated and analyzed. Based on the finite volume direct mean mesomechanics (FVDAM) method to predict the macroscopical properties of the composites, a set of macro- and meso-unified progressive failure analysis method was developed, combining with the meso-failure criterion and the elastic properties reduction model. By using this method, a set of program is compiled and the failure analysis simulation of the plate member with center hole in Si C/Ti-6Al-4V composite is carried out, and the failure strength and failure mode are predicted. Taking a certain aeroengine compressor blade as the prototype, the failure process of the blade structure is simulated and analyzed by using the macroscopical unified progressive failure analysis method. The feasibility of multi-scale incremental failure analysis method for composite materials in engineering practice is preliminarily verified. In addition, some suggestions and prospects for the research of metal matrix composites in the future are put forward in this paper.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33

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本文編號：1905000