本文關鍵詞：顆粒增強金屬基復合材料動態(tài)力學性能的實驗研究與數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《武漢理工大學》 2006年

顆粒增強金屬基復合材料動態(tài)力學性能預測方法研究

曹東風  

【摘要】：本文的主要任務是用計算細觀力學的方法模擬研究分離式霍普金森壓桿的實驗過程，并構建一種采用二維多顆粒隨機模型來預測PRMMCs動態(tài)力學性能的方法。這種二維多顆粒隨機模型可以考慮應變率、顆粒體積含量、顆粒尺寸及顆粒形狀等因素對PRMMCs動態(tài)力學性能的影響。該方法的主要步驟如下：首先在金屬基體隨機生成顆粒，并剖分網格，構建試樣的數(shù)值模型：隨后分別對基體和陶瓷顆粒附加合適的材料模型，陶瓷顆粒選用Johnson-Holmquist(JH-2)損傷模型，最后用有限元軟件完成對SHPB實驗的模擬。為了證明預測方法的合理性，論文還用SHPB實驗對PRMMCs動態(tài)力學行為的預測方法進行驗證。基于以上工作，可以大致得到如下結論： 1、數(shù)值預測表明：一方面，應變率效應對PRMMCs流動應力有著顯著的影響，應變率越大，對應的流動應力就越大，另一方面屈服強度和流動應力隨著應變率的變化呈非線性變化。實驗結果和數(shù)值預測的結果是一致的。 2、數(shù)值預測表明：顆粒含量的影響非常顯著，不同體積含量，在同等應變率下對應的應力應變曲線差別非常明顯。顆粒含量越大，PRMMCs的增強效果就越明顯，特別是材料的屈服強度。實驗結果和數(shù)值預測的結果是一致的。 3、數(shù)值預測表明：在同等體積含量下，顆粒尺寸越小，，對應的屈服強度和流動應力就越高，并且屈服強度和流動應力隨顆粒尺寸變小呈非線性增長，實驗結果顯示顆粒大小對PRMMCs沒有規(guī)律性影響，可能和試樣的燒結缺陷有關系。 4、關于顆粒形狀對PRMMCs的動態(tài)力學行為的影響，數(shù)值預測結果顯示：增強效果不是簡單的受到顆粒形狀的影響，還與顆粒和基體的應力損傷程度密切相關。顆粒尖角和過大的縱橫比都更容易引起PRMMCs的應力集中，更容易產生顆粒的損傷。 5、實驗對比結果表明：把實驗測得的材料參數(shù)用于數(shù)值模擬，觀察顆粒含量對動態(tài)應力應變的影響，數(shù)值預測結果和實驗可以比較好的吻合。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TB331
【目錄】：

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