顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料力學(xué)性能的多尺度計(jì)算模擬
發(fā)布時(shí)間:2021-03-31 03:25
本文的研究對象為氧化鋯增韌氧化鋁顆粒(Zirconia Toughened Alumina particle,簡稱ZTAp)和氧化鋁顆粒增強(qiáng)的Fe基復(fù)合材料。由于在Fe合金中添加了硬度高的陶瓷顆粒,使得Fe基復(fù)合材料兼?zhèn)淞颂沾傻母邚?qiáng)度和金屬基體良好的韌性,同時(shí)具有良好的耐磨性能,有望作為礦山、水泥、電力、環(huán)保處理機(jī)械設(shè)備耐磨件的局部耐磨強(qiáng)化材料,如可應(yīng)用于刮板輸送機(jī)中部槽、破碎機(jī)等易磨損部位,具有廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。與單相的材料相比,陶瓷顆粒增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料屬于多相材料,在微觀尺度上的組織結(jié)構(gòu)具有不均勻、不連續(xù)和性能非線性等特點(diǎn),其力學(xué)行為更為復(fù)雜。已有的研究表明,復(fù)合材料中陶瓷顆粒的尺寸、含量、形狀和種類、陶瓷顆粒與金屬基體之間的界面結(jié)合性能以及復(fù)合材料中的微觀缺陷等因素均會(huì)影響復(fù)合材料的整體力學(xué)性能。同時(shí),復(fù)合材料的力學(xué)性能與這些影響因素并不具備簡單的線性關(guān)系,以界面的結(jié)合性能為例,并不是界面的結(jié)合強(qiáng)度越強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能越好,在某些特定的情況下,希望界面承受載荷而脫粘,使得復(fù)合材料在界面脫粘過程中吸收更多的能量,從而具有更好的韌性。相反地,在某些...
【文章來源】:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
三種不同的磨損體積定義方法示意圖
圖2.1 ZTAp/Fe45復(fù)合材料的顯微圖片F(xiàn)ig.2.1 Micrograph of ZTAp/Fe45 composite吸附(Random Sequential Addition,簡稱 核心步驟如下:首先建立基體材料的模型,正態(tài)分布的第一個(gè)顆粒,隨后依次添加新的
圖2.2 RAS法生成復(fù)合材料的幾何模型示意圖Fig.2.2 Geometric models of the composite generated by RAS method2.2.2 界面的內(nèi)聚力模型與牽引力-位移法則內(nèi)聚力模型(Cohesive Zone Model,簡稱 CZM)是由 Barenblatt(1962)和Hilberborg(1976)等人開發(fā)的用來模擬不連續(xù)材料的模型,被廣泛用于 述復(fù)合
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]TiC粒徑對顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料高溫變形行為的影響[J]. 劉勇,李輝,楊志強(qiáng),田保紅,張毅. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2015(08)
[2]銅基SiCP復(fù)合材料的燒結(jié)制備與摩擦性能研究[J]. 張堅(jiān),王新國,趙龍志,趙明娟. 熱加工工藝. 2015(14)
[3]鎢精礦粉含量對激光燒結(jié)(Fe-Cr)-Al合金組織性能的影響[J]. 李剛,韓鳳,沈宇,沈金澤,王妍. 稀有金屬材料與工程. 2015(07)
[4]SiCp增強(qiáng)Al-Cu-Mg基復(fù)合材料的組織及耐磨性研究[J]. 楊建林,田一彤,龍律位,李永靖,王俊杰,張凱. 硅酸鹽通報(bào). 2015(07)
[5]電場激活壓力輔助法原位合成TiC-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料[J]. 于靜,劉艷明,李豹. 熱加工工藝. 2015(12)
[6]數(shù)值模擬SiCp/Al復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)對力學(xué)性能的影響[J]. 王唱舟,周麗,王洋,丁昊. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[7]SiC和石墨顆�;祀s增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能[J]. 周永欣,徐飛,呂振林,馬雷,程逞,盛錕. 機(jī)械工程材料. 2015(02)
[8]碳納米管和氧化鋁顆粒在銅基復(fù)合材料中的協(xié)同作用[J]. 崔照雯,劉建金,王聰聰,梁棟,高鵬,賈成廠. 粉末冶金技術(shù). 2014(05)
[9]SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的摩擦磨損研究進(jìn)展[J]. 盧棋,何國球,楊洋,佘萌,劉曉山,劉颺. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(19)
[10]ZrO2-TRIP鋼復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 白曉杰,郭英奎,范國峰,李夢萱. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(19)
博士論文
[1]Ti顆粒與SiCp協(xié)同增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織性能與強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 劉一雄.華南理工大學(xué) 2015
[2]SiC粒子表面金屬鍍、機(jī)械包覆混料對SiCp/Fe復(fù)合材料性能影響的研究[D]. 張躍波.東北大學(xué) 2015
[3]原位納米顆粒增強(qiáng)銅合金的制備及其強(qiáng)化機(jī)制研究[D]. 丁丁.北京科技大學(xué) 2015
[4]復(fù)合材料增強(qiáng)體的跨尺度設(shè)計(jì)及其界面增強(qiáng)機(jī)制研究[D]. 彭慶宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]熔鑄法制備TiC增強(qiáng)高溫鈦合金基復(fù)合材料組織與高溫變形行為[D]. 戚繼球.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]增強(qiáng)粒子含量、尺寸及制備工藝對SiCp/Fe復(fù)合材料性能影響的研究[D]. 莊偉彬.東北大學(xué) 2013
[7]基于內(nèi)聚力模型的復(fù)合材料拉伸性能細(xì)觀有限元分析[D]. 王曉強(qiáng).哈爾濱工程大學(xué) 2012
[8]TiCp/AZ91鎂基復(fù)合材料組織及耐磨性的研究[D]. 修坤.吉林大學(xué) 2006
碩士論文
[1]SiCp/AZ91D鎂基復(fù)合材料的摩擦磨損行為研究[D]. 盧楠楠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于SiCp/AZ91D復(fù)合材料真實(shí)微觀結(jié)構(gòu)的多尺度模擬計(jì)算[D]. 李超.中北大學(xué) 2014
[3]鐵基高溫自潤滑材料的制備及其摩擦學(xué)特性研究[D]. 郭俊德.蘭州理工大學(xué) 2014
[4]碳化鎢顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基高頻感應(yīng)堆焊層組織及性能的研究[D]. 張嚴(yán).鄭州大學(xué) 2014
[5]熱處理對碳化物顆粒增強(qiáng)合金鋼組織及力學(xué)性能的影響[D]. 鄧立強(qiáng).沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[6]ZTA陶瓷顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基復(fù)合材料的磨損性能研究[D]. 王瑞.華南理工大學(xué) 2013
[7]顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料力學(xué)性能的有限元分析[D]. 李勇.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[8]放電等離子燒結(jié)制備TiCp/M2高速鋼復(fù)合材料及其性能研究[D]. 李小峰.華南理工大學(xué) 2013
[9]陶瓷顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基表層復(fù)合材料的制備與磨損性能研究[D]. 趙散梅.中南大學(xué) 2012
[10]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料屈服行為的數(shù)值模擬[D]. 謝文平.華中科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3110691
【文章來源】:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
三種不同的磨損體積定義方法示意圖
圖2.1 ZTAp/Fe45復(fù)合材料的顯微圖片F(xiàn)ig.2.1 Micrograph of ZTAp/Fe45 composite吸附(Random Sequential Addition,簡稱 核心步驟如下:首先建立基體材料的模型,正態(tài)分布的第一個(gè)顆粒,隨后依次添加新的
圖2.2 RAS法生成復(fù)合材料的幾何模型示意圖Fig.2.2 Geometric models of the composite generated by RAS method2.2.2 界面的內(nèi)聚力模型與牽引力-位移法則內(nèi)聚力模型(Cohesive Zone Model,簡稱 CZM)是由 Barenblatt(1962)和Hilberborg(1976)等人開發(fā)的用來模擬不連續(xù)材料的模型,被廣泛用于 述復(fù)合
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]TiC粒徑對顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料高溫變形行為的影響[J]. 劉勇,李輝,楊志強(qiáng),田保紅,張毅. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2015(08)
[2]銅基SiCP復(fù)合材料的燒結(jié)制備與摩擦性能研究[J]. 張堅(jiān),王新國,趙龍志,趙明娟. 熱加工工藝. 2015(14)
[3]鎢精礦粉含量對激光燒結(jié)(Fe-Cr)-Al合金組織性能的影響[J]. 李剛,韓鳳,沈宇,沈金澤,王妍. 稀有金屬材料與工程. 2015(07)
[4]SiCp增強(qiáng)Al-Cu-Mg基復(fù)合材料的組織及耐磨性研究[J]. 楊建林,田一彤,龍律位,李永靖,王俊杰,張凱. 硅酸鹽通報(bào). 2015(07)
[5]電場激活壓力輔助法原位合成TiC-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料[J]. 于靜,劉艷明,李豹. 熱加工工藝. 2015(12)
[6]數(shù)值模擬SiCp/Al復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)對力學(xué)性能的影響[J]. 王唱舟,周麗,王洋,丁昊. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[7]SiC和石墨顆�;祀s增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能[J]. 周永欣,徐飛,呂振林,馬雷,程逞,盛錕. 機(jī)械工程材料. 2015(02)
[8]碳納米管和氧化鋁顆粒在銅基復(fù)合材料中的協(xié)同作用[J]. 崔照雯,劉建金,王聰聰,梁棟,高鵬,賈成廠. 粉末冶金技術(shù). 2014(05)
[9]SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的摩擦磨損研究進(jìn)展[J]. 盧棋,何國球,楊洋,佘萌,劉曉山,劉颺. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(19)
[10]ZrO2-TRIP鋼復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 白曉杰,郭英奎,范國峰,李夢萱. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(19)
博士論文
[1]Ti顆粒與SiCp協(xié)同增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織性能與強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 劉一雄.華南理工大學(xué) 2015
[2]SiC粒子表面金屬鍍、機(jī)械包覆混料對SiCp/Fe復(fù)合材料性能影響的研究[D]. 張躍波.東北大學(xué) 2015
[3]原位納米顆粒增強(qiáng)銅合金的制備及其強(qiáng)化機(jī)制研究[D]. 丁丁.北京科技大學(xué) 2015
[4]復(fù)合材料增強(qiáng)體的跨尺度設(shè)計(jì)及其界面增強(qiáng)機(jī)制研究[D]. 彭慶宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]熔鑄法制備TiC增強(qiáng)高溫鈦合金基復(fù)合材料組織與高溫變形行為[D]. 戚繼球.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]增強(qiáng)粒子含量、尺寸及制備工藝對SiCp/Fe復(fù)合材料性能影響的研究[D]. 莊偉彬.東北大學(xué) 2013
[7]基于內(nèi)聚力模型的復(fù)合材料拉伸性能細(xì)觀有限元分析[D]. 王曉強(qiáng).哈爾濱工程大學(xué) 2012
[8]TiCp/AZ91鎂基復(fù)合材料組織及耐磨性的研究[D]. 修坤.吉林大學(xué) 2006
碩士論文
[1]SiCp/AZ91D鎂基復(fù)合材料的摩擦磨損行為研究[D]. 盧楠楠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于SiCp/AZ91D復(fù)合材料真實(shí)微觀結(jié)構(gòu)的多尺度模擬計(jì)算[D]. 李超.中北大學(xué) 2014
[3]鐵基高溫自潤滑材料的制備及其摩擦學(xué)特性研究[D]. 郭俊德.蘭州理工大學(xué) 2014
[4]碳化鎢顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基高頻感應(yīng)堆焊層組織及性能的研究[D]. 張嚴(yán).鄭州大學(xué) 2014
[5]熱處理對碳化物顆粒增強(qiáng)合金鋼組織及力學(xué)性能的影響[D]. 鄧立強(qiáng).沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[6]ZTA陶瓷顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基復(fù)合材料的磨損性能研究[D]. 王瑞.華南理工大學(xué) 2013
[7]顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料力學(xué)性能的有限元分析[D]. 李勇.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[8]放電等離子燒結(jié)制備TiCp/M2高速鋼復(fù)合材料及其性能研究[D]. 李小峰.華南理工大學(xué) 2013
[9]陶瓷顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基表層復(fù)合材料的制備與磨損性能研究[D]. 趙散梅.中南大學(xué) 2012
[10]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料屈服行為的數(shù)值模擬[D]. 謝文平.華中科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3110691
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