陶瓷基复合材料低循环拉—拉疲劳寿命预测  被引量:4

Low Cycle Tensile-Tensile Fatigue Life Prediction of Ceramic Matrix Composites

在线阅读下载全文

作  者:孙志刚[1] 许仁红[1] 宋迎东[1] 

机构地区:[1]南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016

出  处:《机械工程学报》2012年第12期31-36,共6页Journal of Mechanical Engineering

基  金:国家自然科学基金(51075204);航空科学基金(2009ZB52028);南京航空航天大学基本科研业务费专项科研(NZ2012106)资助项目

摘  要:采用细观力学方法建立预测纤维增强陶瓷基复合材料低循环拉—拉疲劳寿命的模型。该模型考虑初始加载到疲劳峰值应力时,基体出现裂纹,纤维/基体界面发生脱粘,部分纤维将发生断裂,并采用统计方法得到初始加载到峰值应力时的纤维失效体积分数;在后续循环过程中,考虑纤维相对基体在界面脱粘区滑移造成界面切应力下降,纤维失效模型与Evans界面磨损模型相结合,得到循环过程中纤维失效体积分数与界面切应力、循环数之间的关系;当纤维失效导致剩余强度下降,并小于疲劳峰值应力时,判断材料失效。采用剩余强度方法对陶瓷基复合材料的S-N曲线进行预测,并将预测的S-N曲线与试验数据进行对比,结果吻合较好。A micro mechanics approach to predict low cycle tensile-tensile fatigue life of fiber reinforced ceramic matrix composites is presented. When first loading to fatigue maximum stress, matrix cracking, fiber/matrix interface de-bonding occur, and partial fibers fracture. The statistical approach is used to determine the percentage of fracture fibers. Upon cycling, fiber slips relative to matrix in the interface de-bonding region, which makes interface shear stress decreased. By combing fiber failure model and interface wear model, the relationship between the percentage of fiber failure and interface, or cycles, is determined. Residual strength of ceramic matrix composites decreases as fiber failure. When residual strength is lower than fatigue maximum stress, the material fails. The residual strength approach is used to predict the S-N curve of ceramic matrix composites, the S-N curve agrees well with experiment data.

关 键 词:陶瓷基复合材料 寿命预测 纤维失效 界面磨损 S-N曲线 

分 类 号:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]

 

参考文献:

正在载入数据...

 

二级参考文献:

正在载入数据...

 

耦合文献:

正在载入数据...

 

引证文献:

正在载入数据...

 

二级引证文献:

正在载入数据...

 

同被引文献:

正在载入数据...

 

相关期刊文献:

正在载入数据...

相关的主题
相关的作者对象
相关的机构对象