本文關(guān)鍵詞：大塊金屬玻璃基復(fù)合材料力學(xué)性能的研究

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【摘要】：金屬玻璃由于其特殊的原子結(jié)構(gòu)排布,因此具有優(yōu)異的物理、化學(xué)和力學(xué)性能,這為金屬玻璃在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。但由于金屬玻璃的室溫脆性,使得其不能作為承載的結(jié)構(gòu)件,不能充分發(fā)揮優(yōu)勢。因此,為增加其塑性,人們在金屬玻璃中引入第二相,得到了金屬玻璃基復(fù)合材料。本文以內(nèi)生晶相和外加顆粒金屬玻璃基復(fù)合材料作為研究對象,通過拉伸、壓縮和納米壓痕實驗及相關(guān)的有限元模擬,來研究第二相的加入對金屬玻璃塑性的影響,金屬玻璃復(fù)合材料的拉伸和壓縮變形行為。本文的具體工作如下：(1)在已有實驗研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合文獻(xiàn)中的實驗數(shù)據(jù),合理選用能夠較好反映金屬玻璃拉壓不對稱行為的Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則。采用ABAQUS中自帶的本構(gòu)模型,分別選用單顆粒和多顆粒兩種代表性體積單元來模擬內(nèi)生晶相塊體金屬玻璃基復(fù)合材料的拉伸和壓縮行為。結(jié)果表明：采用Drucker-Prager模型能夠較好地模擬內(nèi)生晶相金屬玻璃基復(fù)合材料拉伸和壓縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線。(2)對Zr55Cu30Ni5Al10金屬玻璃及(Zr70Ni10Cu30)84Ta6Al10金屬玻璃復(fù)合材料進(jìn)行拉伸、壓縮及不同加載速率和最大加載載荷情況下的納米壓痕實驗。拉壓實驗表明：第二相的引入使得金屬玻璃的塑性得到很大的提高。納米壓痕實驗表明：金屬玻璃在壓縮下的變形行為具有明顯的加載率依賴性和蠕變效應(yīng)。(3)利用有限元軟件ABAQUS模擬外加顆粒的金屬玻璃基復(fù)合材料的拉伸和壓縮行為,并對Zr55Cu30Ni5Al10金屬玻璃的納米壓痕過程進(jìn)行模擬,并結(jié)合理論分析硬度與壓入深度的關(guān)系,進(jìn)而選用合適的本構(gòu)模型對金屬玻璃壓縮變形的率效應(yīng)和蠕變效應(yīng)進(jìn)行了模擬。
【關(guān)鍵詞】：金屬玻璃基復(fù)合材料 應(yīng)力-應(yīng)變曲線 納米壓痕 加載率 蠕變
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.8;TB33
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究意義12-13
• 1.3 金屬玻璃基復(fù)合材料的制備方法13-15
• 1.3.1 內(nèi)生相金屬玻璃復(fù)合材料的制備13-14
• 1.3.2 外加相金屬玻璃復(fù)合材料的制備14-15
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4.1 實驗研究15-17
• 1.4.2 有限元模擬17-18
• 1.5 本論文的主要研究工作18-19
• 第2章 內(nèi)生晶相BMG復(fù)合材料拉壓行為的有限元模擬19-34
• 2.1 代表性體積單元的建立22-23
• 2.2 彈塑性本構(gòu)23-26
• 2.2.1 初始屈服條件23-25
• 2.2.2 后繼屈服條件及各向同性硬化模型25-26
• 2.3 有限元模型的建立26-27
• 2.3.1 材料參數(shù)的設(shè)置26-27
• 2.3.2 邊界條件與模型加載27
• 2.4 模擬結(jié)果27-33
• 2.4.1 單顆粒模型28-31
• 2.4.2 多顆粒模型31-33
• 2.5 結(jié)果與討論33-34
• 第3章 外加顆粒BMG復(fù)合材料的宏微觀實驗研究34-45
• 3.1 拉伸和壓縮實驗研究34-38
• 3.1.1 實驗材料的制備和加工34-35
• 3.1.2 實驗過程35-36
• 3.1.3 實驗結(jié)果與討論36-38
• 3.2 納米壓痕實驗研究38-44
• 3.2.1 納米壓痕理論38-40
• 3.2.2 實驗過程40-41
• 3.2.3 結(jié)果與討論41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 外加顆粒BMG復(fù)合材料力學(xué)行為的有限元模擬45-59
• 4.1 拉伸和壓縮的有限元模擬45-46
• 4.2 納米壓痕有限元模型的建立46-50
• 4.2.1 幾何模型的建立47
• 4.2.2 材料屬性47-48
• 4.2.3 網(wǎng)格劃分48
• 4.2.4 邊界條件48-49
• 4.2.5 加載方式49
• 4.2.6 結(jié)果及分析49-50
• 4.3 施加荷載對納米壓痕曲線的影響50-52
• 4.4 鋯基塊體金屬玻璃的納米壓痕率相關(guān)行為的有限元模擬52-53
• 4.5 壓頭尖端曲率半徑對納米壓痕實驗測量結(jié)果的影響53-57
• 4.5.1 理論分析53-56
• 4.5.2 有限元模擬56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 馬衛(wèi)鋒;寇宏超;李金山;王一川;周廉;傅恒志;;W纖維增強Zr基非晶復(fù)合材料的界面研究現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報;2006年04期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：1000876