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稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1709-1717页

作者：梁超群尧军平李怡然李步炜陈国鑫南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330000

基于复合材料真实微观结构,在颗粒与基体界面引入内聚力单元,建立了4种不同颗粒团聚分布的有限元模型(均匀分布、三处团聚、两处团聚和一处团聚),研究了颗粒团聚对sic/az91d复合材料裂纹萌生和扩展机制的影响。结果表明:当裂纹萌芽时,... 详细信息

基于复合材料真实微观结构,在颗粒与基体界面引入内聚力单元,建立了4种不同颗粒团聚分布的有限元模型(均匀分布、三处团聚、两处团聚和一处团聚),研究了颗粒团聚对sic/az91d复合材料裂纹萌生和扩展机制的影响。结果表明:当裂纹萌芽时,应力在基体中分布很不均匀,最大应力值出现在颗粒群尖角处,颗粒团聚程度越严重,裂纹萌生最大应力值越大;当裂纹扩展时,颗粒团聚程度越严重,基体内最大应力值越大,裂纹扩展程度越高;当裂纹完全断裂时,随着颗粒团聚程度的加剧,颗粒应力最大值逐渐增加,而基体应力最大值变化不大。颗粒团聚加速裂纹萌生扩展过程,颗粒应均匀分布于基体中。复合材料裂纹萌生扩展机制是由于sic颗粒群边界和尖角处应力集中严重,导致基体损伤,萌生微裂纹,微裂纹沿着切应力最大方向扩展汇集成主裂纹。

关键词：颗粒团聚 sic/az91d 有限元模型单轴压缩裂纹萌生裂纹扩展

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sic/az91d镁基复合材料单轴拉伸过程中裂纹萌生扩展机制

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塑性工程学报 2023年第2期30卷 185-196页

作者：李怡然尧军平黄浩梁超群南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330000

利用Abaqus有限元分析软件研究了不同体积分数和不同形状颗粒的sic/az91d镁基复合材料在单轴拉伸下的裂纹萌生、扩展以及断裂机制。结果表明,圆形颗粒sic/az91d镁基复合材料的屈服强度为248 MPa,正方形颗粒sic/az91d镁基复合材料的屈服... 详细信息

利用Abaqus有限元分析软件研究了不同体积分数和不同形状颗粒的sic/az91d镁基复合材料在单轴拉伸下的裂纹萌生、扩展以及断裂机制。结果表明,圆形颗粒sic/az91d镁基复合材料的屈服强度为248 MPa,正方形颗粒sic/az91d镁基复合材料的屈服强度为190 MPa,原始形状颗粒镁基复合材料的屈服强度为210 MPa。颗粒体积分数为10%、15%和20%的复合材料裂纹断裂时间分别在施载后的第40、第33和第31μs。圆形颗粒复合材料的裂纹扩展机制是基体损伤萌生的裂纹扩张导致材料断裂,而正方形颗粒复合材料和原始形状颗粒复合材料的裂纹扩展机制是颗粒与基体交界处萌生裂纹,导致主裂纹形成并产生次生裂纹扩张直至材料断裂。

关键词： sic/az91d 有限元分析裂纹扩展单轴拉伸

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基于三维微观结构的sic/az91d复合材料裂纹萌生扩展机制研究

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材料工程 2023年

作者：梁超群尧军平李怡然肖鹏陈国鑫李步炜南昌航空大学航空制造工程学院

利用有限元分析软件Abaqus在sicp/az91d镁基复合材料三维模型颗粒界面引入内聚力单元，研究了不同颗粒等效粒径和不同颗粒体积分数的sicp/az91d镁基复合材料在单轴压缩情况下裂纹萌生扩展机制。内聚力单元的引入避免了线弹性力学需要在... 详细信息

利用有限元分析软件Abaqus在sicp/az91d镁基复合材料三维模型颗粒界面引入内聚力单元，研究了不同颗粒等效粒径和不同颗粒体积分数的sicp/az91d镁基复合材料在单轴压缩情况下裂纹萌生扩展机制。内聚力单元的引入避免了线弹性力学需要在试件中预制裂纹和裂纹尖端存在奇异性的弊端，提供了一种解决裂纹扩展问题的新手段。结果表明：复合材料的屈服强度和抗压强度均比基体大大提高，而塑性下降；sicp/az91d镁基复合材料微裂纹首先在颗粒与基体交界处萌生，随后沿着切应力最大方向围绕着sic颗粒边界或尖角处扩展，形成主裂纹；颗粒等效粒径和体积分数的增加会加速复合材料的裂纹萌芽扩展断裂过程。

关键词： sic/az91d 三维有限元内聚力单元单轴压缩裂纹扩展

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sic/az91d镁基复合材料单轴压缩过程中裂纹萌生扩展机制

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复合材料学报 2023年第7期40卷 4282-4293页

作者：梁超群尧军平李怡然肖鹏南昌航空大学航空制造工程学院南昌330000

利用有限元分析软件Abaqus在有限元模型颗粒界面引入内聚力单元,研究了不同形状和不同体积分数sic颗粒的sic/az91d镁基复合材料在单轴压缩情况下裂纹萌生扩展机制。内聚力单元的引入避免了线弹性力学需要在试件中预制裂纹和裂纹尖端存... 详细信息

利用有限元分析软件Abaqus在有限元模型颗粒界面引入内聚力单元,研究了不同形状和不同体积分数sic颗粒的sic/az91d镁基复合材料在单轴压缩情况下裂纹萌生扩展机制。内聚力单元的引入避免了线弹性力学需要在试件中预制裂纹和裂纹尖端存在奇异性的弊端,提供了一种解决裂纹扩展问题的新手段。结果表明:圆形、原始形状和正方形颗粒sic/az91d镁基复合材料抗压强度分别为474.853 MPa、435.783 MPa和397.211 MPa;其裂纹萌芽和断裂时间分别为施载后第15.6μs、第14.4μs、第12.6μs和第22.2μs、第20.4μs、第18μs;圆形颗粒复合材料裂纹扩展机制是基体损伤萌生的裂纹扩张导致材料断裂,而正方形和原始形状颗粒复合材料裂纹扩展机制是颗粒与基体交界处萌生裂纹,主裂纹和次生裂纹相互贯通,致使材料断裂;体积分数10vol%、15vol%和20vol%原始形状颗粒的sic/az91d镁基复合材料裂纹萌芽和断裂时间分别在施载后第15.6μs、第14.4μs、第11.4μs和第22.2μs、第20.4μs和第18μs;颗粒体积分数的增加会加速sic/az91d镁基复合材料的裂纹扩展过程。

关键词： sic/az91d 有限元分析内聚力模型单轴压缩裂纹扩展

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