考慮夾雜相互作用的復(fù)合陶瓷夾雜界面的斷裂分析
本文選題:圓形夾雜 + 界面裂紋。 參考:《力學(xué)學(xué)報(bào)》2016年01期
【摘要】:復(fù)合材料中夾雜含量較高時(shí),夾雜間的相互作用能顯著改變材料細(xì)觀應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布,基體和夾雜中的平均應(yīng)力應(yīng)變水平也會(huì)發(fā)生較大變化,導(dǎo)致復(fù)合材料強(qiáng)度等力學(xué)性能發(fā)生顯著變化.為修正單一夾雜模型運(yùn)用在實(shí)際材料中的誤差,基于相互作用直推估計(jì)法,建立一種考慮含夾雜相互作用的夾雜界面裂紋開裂模型.首先根據(jù)相互作用直推估計(jì)法,得到殘余應(yīng)力和外載應(yīng)力共同作用下夾雜中的平均應(yīng)力,再計(jì)算無限大基體中相同的夾雜達(dá)到相同應(yīng)力場(chǎng)時(shí)的等效加載應(yīng)力,將此加載應(yīng)力作為含界面裂紋夾雜的等效應(yīng)力邊界條件,在此邊界條件下求得界面裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子,進(jìn)而得到界面裂紋開裂的極限加載條件,并分析了夾雜彈性性能、含量、熱殘余應(yīng)力、夾雜尺寸等因素對(duì)界面裂紋開裂條件的影響.結(jié)果表明,方法能夠有效修正單夾雜模型運(yùn)用在實(shí)際材料中的誤差,較大的殘余應(yīng)力對(duì)界面裂紋開裂有重要的影響,夾雜剛度的影響并非單調(diào)且比較復(fù)雜;在殘余應(yīng)力較小時(shí),降低柔性夾雜剛度或者增大剛性夾雜剛度都有利于提高材料強(qiáng)度;擴(kuò)大夾雜尺寸將導(dǎo)致裂紋開裂極限應(yīng)力顯著降低,從而降低材料強(qiáng)度.
[Abstract]:When the content of inclusions in composites is high, the interaction between inclusions can significantly change the distribution of stress and strain fields, and the average stress and strain levels in matrix and inclusions will also change greatly. The mechanical properties, such as the strength of the composite material, changed significantly. In order to correct the error of single inclusion model used in practical materials, a crack cracking model of inclusion interface is established based on the direct estimation method of interaction. First, the average stress in the inclusions under the combined action of residual stress and external stress is obtained according to the interaction direct estimation method, and then the equivalent loading stress of the same inclusions in the infinite matrix is calculated when the same inclusion reaches the same stress field. The loading stress is taken as the equivalent stress boundary condition of the inclusion with interfacial crack. The stress intensity factor at the tip of the interface crack is obtained under the boundary condition, and the ultimate loading condition of the crack is obtained, and the elastic properties of the inclusion are analyzed. The effects of content, thermal residual stress and inclusion size on the cracking conditions of interfacial cracks. The results show that the method can effectively correct the error of single inclusion model used in practical materials, the larger residual stress has an important effect on the crack cracking of interface, the influence of inclusion stiffness is not monotonous and complex, and when the residual stress is small, Reducing the flexible inclusion stiffness or increasing the rigid inclusion stiffness can improve the strength of the material, and the increase of the size of the inclusion will result in a significant reduction of the crack cracking limit stress, thus reducing the strength of the material.
【作者單位】: 軍械工程學(xué)院火炮工程系;軍械工程學(xué)院車輛與電氣工程系;軍械工程學(xué)院基礎(chǔ)部;中國(guó)人民解放軍78638部隊(duì);
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11272355)
【分類號(hào)】:O346.1
【共引文獻(xiàn)】
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條
1 馬博;溫度沖擊與蠕變條件下高聚物復(fù)合材料導(dǎo)電性能演化的研究[D];寧波大學(xué);2012年
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 陳蓓蓓;李俊林;;受純扭正交異性雙材料的界面裂紋尖端場(chǎng)[J];太原科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年01期
2 高宇立,樓志文,杜慶華;冪硬化材料復(fù)合型界面裂紋問題[J];力學(xué)學(xué)報(bào);1988年04期
3 張碩英,陳宜亨;長(zhǎng)度單位對(duì)界面裂紋與界面下裂紋干涉的影響[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2001年01期
4 張碩英,陳宜亨;關(guān)于界面下裂紋對(duì)界面裂紋的屏蔽參數(shù)[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2001年03期
5 黃民海,曾紅云;集中力作用下復(fù)合材料焊接的界面裂紋問題[J];寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年04期
6 劉甫,任鈞國(guó),周建平;粘彈性界面裂紋相似界面單元聚縮解[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2005年04期
7 徐健;陳夢(mèng)成;野田尚昭;;軸對(duì)稱環(huán)形片狀界面裂紋問題分析[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2005年04期
8 張國(guó)祥;陳光南;張坤;羅耕星;李懷學(xué);;基體界面屈服強(qiáng)度和殘余應(yīng)力失配對(duì)界面裂紋擴(kuò)展的影響[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2006年03期
9 尚福林;北村隆行;;界面裂紋萌生與擴(kuò)展的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2007年04期
10 呂念春;程云虹;楊鼎寧;程靳;;非對(duì)稱Ⅲ型界面裂紋擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)問題[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2008年05期
相關(guān)會(huì)議論文 前10條
1 莊茁;成斌斌;;基于擴(kuò)展有限元的雙材料中亞界面裂紋擴(kuò)展數(shù)值研究[A];北京力學(xué)會(huì)第十六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年
2 常軍;楊震;許金泉;;薄膜涂層材料中橢圓形界面裂紋的彈性波散射[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集(下)[C];2005年
3 閆亞賓;岸本光平;澄川貴志;北村隆行;;納米部件中銅/硅界面端部混合型裂紋啟裂的研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年
4 馮文杰;馬鵬;李艷松;;含多個(gè)界面裂紋壓電/壓磁條斷裂特性分析:平面問題[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年
5 姚學(xué)鋒;方競(jìng);;動(dòng)態(tài)界面裂紋擴(kuò)展行為的分形描述[A];第五屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(第一卷)[C];1996年
6 雷鈞;汪越勝;Gross D;;界面裂紋快速擴(kuò)展及偏折過程的邊界元數(shù)值模擬[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集(下)[C];2005年
7 秦飛;安彤;;金屬間化合物的晶粒尺度模型[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年
8 孫士勇;陳浩然;;夾芯復(fù)合材料粘彈性界面裂紋的動(dòng)態(tài)斷裂分析[A];第十五屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下冊(cè))[C];2008年
9 周星棟;常軍;許金泉;;表面波測(cè)定薄膜涂層材料的界面Griffith裂紋[A];第二屆全國(guó)壓電和聲波理論及器件技術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2006年
10 雷鈞;汪越勝;Gross D;;沖擊作用下裂紋偏折/穿越界面的邊界元數(shù)值模擬[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集(下)[C];2005年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條
1 王效貴;界面端奇異行為的數(shù)值分析[D];浙江大學(xué);2002年
2 趙嘉喜;SH波作用下界面脫膠圓形夾雜與界面裂紋的相互作用[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年
3 郭然;顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料界面脫層和熱機(jī)疲勞的數(shù)值模擬[D];清華大學(xué);2003年
4 徐連勇;涂層/基體界面的斷裂行為研究[D];天津大學(xué);2007年
5 楊杰;半空間垂直界面裂紋及圓夾雜對(duì)SH波的散射[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年
6 周躍亭;功能梯度材料中界面裂紋對(duì)彈性波的散射及熱斷裂問題[D];上海交通大學(xué);2007年
7 劉曉穎;橡膠—鋼雙材料構(gòu)件斷裂的數(shù)值模擬及破壞機(jī)理分析[D];福州大學(xué);2011年
8 成斌斌;基于CB殼與亞界面斷裂問題的擴(kuò)展有限元算法研究[D];清華大學(xué);2010年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條
1 楊雅娟;正交異性復(fù)合材料界面裂紋雙材料參數(shù)影響分析[D];太原科技大學(xué);2009年
2 湯麗華;粘彈性界面端及界面裂紋的奇異場(chǎng)[D];上海交通大學(xué);2007年
3 李沐陽;混合型中心穿透界面裂紋應(yīng)力場(chǎng)分析[D];太原科技大學(xué);2014年
4 楊勇;考慮應(yīng)變梯度效應(yīng)Ⅲ型界面裂紋尖端場(chǎng)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年
5 馬鵬;電磁材料界面裂紋平面問題斷裂分析[D];石家莊鐵道大學(xué);2012年
6 楊林;雙材料非彈性主方向界面裂紋應(yīng)力場(chǎng)及分布規(guī)律[D];太原科技大學(xué);2010年
7 劉英;各向異性與正交異性雙材料Ⅰ型界面裂紋應(yīng)力分析[D];太原科技大學(xué);2013年
8 李秀麗;雙材料非彈性主方向界面裂紋應(yīng)力場(chǎng)分析[D];太原科技大學(xué);2010年
9 劉志偉;薄膜/基體系統(tǒng)界面裂紋及翹曲問題研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年
10 張俊蘭;復(fù)雜載荷作用下壓電壓磁體Ⅲ型界面裂紋尖端場(chǎng)研究[D];湖南大學(xué);2010年
,本文編號(hào):1947621
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/lxlw/1947621.html