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原梅妮
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- 所属机构:中北大学
- 所在地区:山西省 太原市
- 研究方向:一般工业技术
- 发文基金:国家自然科学基金
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- 借助图像处理和识别技术,建立复合材料真实微观结构的有限元模型,进而把该微观结构有限元模型嵌入到宏观模型中,并借助子模型分析技术研究SiCp/6061Al复合材料增强颗粒对其微观结构失效的影响。研究结果表明,和圆形颗粒相比,增强颗粒为正四边形时,SiCp/6061Al复合材料基体容易发生失效。颗粒团簇提高SiCp/6061Al复合材料刚度,但降低了SiCp/6061Al复合材料失效应变。当SiCp/6061Al复合材料达到失效状态,随着增强颗粒密度增加,SiCp/6061Al复合材料失效面积增大。
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- SiC纤维增强Ti基复合材料(SiC_f/Ti)在航空航天领域有重要应用前景,但在SiC纤维和基体钛合金之间存在的界面反应,使复合材料的性能受到一定的损害。本文采用透射电镜、扫描电镜和X射线衍射分析SiC_f/Ti基复合材料界面反应产物的微观组织结构并对界面反应进行热力学和动力学研究。结果表明,不同的SiC_f/Ti基复合材料体系,在界面处生成不同的反应产物,呈多层分布。界面反应受扩散所控制但在不同的复合材料体系中生长速率不相同,界面涂层和基体合金化对减轻界面反应有积极的作用。
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- 采用宏微观耦合有限元模型和子模型技术研究了Si CP/6061Al复合材料微观结构对其力学性能的影响。宏微观耦合有限元模型是由宏观模型和复合材料微观结构模型组成。子模型分析技术是进一步细化复合材料微观结构有限元模型,并把该复合材料微观结构有限元模型边界位移施加到子模型上进行分析计算,子模型分析技术可提高计算准确性及效率。结果表明:增强颗粒形状对该复合材料弹性力学性能几乎没影响,但随增强颗粒角度尖锐化,该复合材料应变硬化效果和应力集中显著增强。颗粒团簇导致了Si CP/6061Al复合材料中应力-应变分布的不均匀,且易失效。随增强颗粒体积分数的增加,该复合材料强度增强。
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