本文關(guān)鍵詞：納米增強(qiáng)體鎂基復(fù)合材料力學(xué)性能數(shù)值模擬　出處：《沈陽工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 鎂基復(fù)合材料 納米增強(qiáng)體 數(shù)值模擬 力學(xué)性能 裂紋擴(kuò)展

【摘要】：納米材料尺寸很小,試驗(yàn)相對(duì)困難,故采用有限元分析軟件來研究納米管和石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能,為納米增強(qiáng)體復(fù)合材料的深入研究提供理論依據(jù)。主要應(yīng)用Material Studio(MS)和ANSYS軟件對(duì)納米增強(qiáng)體鎂基復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行數(shù)值模擬�；诿芏确汉碚摰膹V義梯度近似和平面波贗勢(shì)方法,利用MS軟件研究摻雜P后納米管吸附Mg體系及石墨烯吸附Mg體系的界面結(jié)合強(qiáng)度和穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn),摻雜P使體系結(jié)合能降低,提高了納米管自身強(qiáng)度;吸附能增大,顯著增強(qiáng)了與Mg的界面結(jié)合強(qiáng)度;石墨烯與Mg間的界面結(jié)合強(qiáng)度較好。應(yīng)用ANSYS有限元軟件的APDL(ANSYS Parametric Design Language)命令流建立三維隨機(jī)分布模型,進(jìn)行碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的單軸拉伸與壓縮試驗(yàn)的數(shù)值模擬,碳納米管和石墨烯混合增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料單軸拉伸數(shù)值模擬。研究發(fā)現(xiàn),單軸拉伸和壓縮模擬過程中,在碳納米管與鎂基體相接觸的界面附近的第一主應(yīng)力、von Mises應(yīng)力分布都極不均勻;在界面附近最易發(fā)生屈服現(xiàn)象,最易萌生裂紋。拉伸過程中碳納米管與作用力方向呈180?時(shí),界面附近的第一主應(yīng)力和von Mises應(yīng)力平均值最大,此位置界面附近最易萌生裂紋,發(fā)生屈服現(xiàn)象;壓縮模擬過程中,呈90?時(shí)界面附近的第一主應(yīng)力平均值最大,此位置界面附近最易萌生裂紋,呈180?時(shí)界面附近的von Mises應(yīng)力平均值最大,此位置界面附近最易發(fā)生屈服現(xiàn)象。碳納米管和石墨烯附近von Mises應(yīng)力分布不均勻,在增強(qiáng)體與基體間界面附近和距離較近的增強(qiáng)體之間最容易發(fā)生屈服現(xiàn)象。應(yīng)用ANSYS有限元軟件,設(shè)置材料參數(shù)后進(jìn)行網(wǎng)格精細(xì)化分,利用單元生死功能,以APDL命令流來實(shí)現(xiàn)多載荷步的加載方式,進(jìn)行碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料單軸拉伸破壞過程中裂紋萌生和裂紋擴(kuò)展模擬。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在碳納米管與鎂基體的界面附近最先萌生裂紋;裂紋擴(kuò)展方向預(yù)測(cè)與模擬結(jié)果相符,擴(kuò)展速度隨著載荷增大而增大,特別在兩個(gè)裂紋重合后。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB333

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