金属玻璃基复合材料的微结构效应
本文选题:金属玻璃基复合材料 + 颗粒 ; 参考:《复合材料学报》2017年06期
【摘要】:基于自由体积理论和Ramberg-Osgood模型,并利用ABAQUS软件,建立颗粒随机分布代表性体积单元模型,模拟了Ti_(64.5)Zr_(14.5)V_(18.5)Cu_(2.5)颗粒增韧Ti基金属玻璃基复合材料在单轴拉伸状态下的微结构效应,讨论了颗粒的体积分数、团聚数目、长径比、定位取向和界面对金属玻璃韧性的影响。结果表明:提高颗粒体积分数能显著提高复合材料的塑性,但部分牺牲了复合材料的强度;增大颗粒长径比能够增强复合材料的塑性和屈服强度;使颗粒的取向与荷载方向成90°或0°,不仅增强了复合材料的塑性,而且与其他排布相比也增强了复合材料的强度;减少团聚数目至2个以下,能明显减少金属玻璃基复合材料的塑性和强度的损失,使团聚中颗粒与荷载成90°,却能改善复合材料的塑性和强度;在颗粒增韧金属玻璃基复合材料中加入零厚度界面,能观察到在主剪切带上颗粒和基体在界面处脱粘,得到与实验现象更加吻合的结果。通过上述的研究能够很好地理解复合材料的微结构效应,并有利于材料的设计。
[Abstract]:Based on the free volume theory and Ramberg-Osgood model, and using ABAQUS software, a representative volume unit model of random distribution of particles is established. The microstructure effects of Ti / T _ (64.5V) / ZR / T _ (14. 5) V _ (14. 5) V _ (18. 5) C _ (5) / C _ (2.5) particles toughened Ti matrix metallic glass matrix composites under uniaxial tensile condition are simulated. The effects of particle volume fraction, agglomeration number, aspect ratio, orientation and interface on the toughness of metallic glass were discussed. The results show that the plasticity and yield strength of the composites can be enhanced by increasing the particle volume fraction, but partly sacrificing the strength of the composites, and increasing the aspect ratio of the particles can enhance the plasticity and yield strength of the composites. Making the orientation of the particles 90 掳or 0 掳in the direction of the load not only enhances the plasticity of the composite, but also enhances the strength of the composite in comparison with other layouts, reducing the number of agglomerations to less than 2, It can obviously reduce the loss of plasticity and strength of metal glass matrix composites, make the particles in agglomeration become 90 掳of load, but can improve the plasticity and strength of metal glass matrix composites, and add zero thickness interface to the metal glass matrix composites toughened by particles, It can be observed that the debonding of particles and matrix at the interface in the main shear band is in good agreement with the experimental results. Through the above research, the microstructure effect of the composite can be well understood, and it is beneficial to the material design.
【作者单位】: 河海大学力学与材料学院;南京航空航天大学航空宇航学院;
【基金】:国家自然基金(11202064) 江苏省自然基金(BK201247)
【分类号】:TB33
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,本文编号:1864053
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