颗粒填充复合材料强韧化效应的力学分析  被引量:11

A FINITE-ELEMENT ANALYSIS OF TOUGHENTING AND REINFORCING EFFECTS ON PARTICLE-FILLED MAIERIALS

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作  者:卢锡年[1] 张芮[1] 

机构地区:[1]中国科学院力学研究所

出  处:《力学学报》1995年第5期619-623,共5页Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics

基  金:国家自然科学基金;中国科学院力学研究所LNM开放实验室资助课题

摘  要:颗粒填充复合材料中基体微损伤形式对材料韧性产生决定性影响。本文通过二相或三相材料中基体应力分布的分析计算,结合损伤萌生的力学条件,对颗粒填充的强韧化效应作出定性分析。计算结果表明,若颗粒刚度高于基体,随着颗粒模量的提高,开裂与银纹趋势逐步增强,由此可知单纯使用硬粒子填充难以实现增韧,但若粒子与基体间有柔性界面相存在,基体屈服趋势将随界面厚度迅速增长,它将在损伤引发机制的竞争中占据优势,成为损伤的主导形式,并由此可成功地实现材料的强韧化。The microscopic stress distribution in particle-filled material is studied byarisymmetric finite-element method.In this work, the second-phase particle in the formof spheres is modelled as elastic with or without a ducticle interphase between matrix andinclusion。 Detail parametric analysis of the effects of the Young′s modulus of particles andthe thickness of interfacial layer on the stress distribution are discussed。The results of numerical calculation indicate that debonding has a strong tendencyto be initiated when the rigidity of particle is higher than that of the matrix,Thus thetoughness of material is difficult to be enhanced. But if this rigid particle is coated with aducticle layer, the stress fieid in the matrix will be strongly affected. As the result, matrixyielding becomes the dominant mode of microdamage。 Then both the toughening effect andthe reinforcing effect on the particle-filled material can be improved。

关 键 词:应力分析 强韧化 复合材料 颗粒填充 

分 类 号:TB330.1[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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