颗粒增强金属基复合材料力学性能的多尺度计算模拟
发布时间：2021-03-31 03:25
本文的研究对象为氧化锆增韧氧化铝颗粒（Zirconia Toughened Alumina particle,简称ZTAp）和氧化铝颗粒增强的Fe基复合材料。由于在Fe合金中添加了硬度高的陶瓷颗粒,使得Fe基复合材料兼备了陶瓷的高强度和金属基体良好的韧性,同时具有良好的耐磨性能,有望作为矿山、水泥、电力、环保处理机械设备耐磨件的局部耐磨强化材料,如可应用于刮板输送机中部槽、破碎机等易磨损部位,具有广阔的应用前景和商业价值。与单相的材料相比,陶瓷颗粒增强的金属基复合材料属于多相材料,在微观尺度上的组织结构具有不均匀、不连续和性能非线性等特点,其力学行为更为复杂。已有的研究表明,复合材料中陶瓷颗粒的尺寸、含量、形状和种类、陶瓷颗粒与金属基体之间的界面结合性能以及复合材料中的微观缺陷等因素均会影响复合材料的整体力学性能。同时,复合材料的力学性能与这些影响因素并不具备简单的线性关系,以界面的结合性能为例,并不是界面的结合强度越强复合材料的力学性能越好,在某些特定的情况下,希望界面承受载荷而脱粘,使得复合材料在界面脱粘过程中吸收更多的能量,从而具有更好的韧性。相反地,在某些...
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三种不同的磨损体积定义方法示意图
图2.1 ZTAp/Fe45复合材料的显微图片Fig.2.1 Micrograph of ZTAp/Fe45 composite吸附（Random Sequential Addition，简称 核心步骤如下：首先建立基体材料的模型，正态分布的第一个颗粒，随后依次添加新的
图2.2 RAS法生成复合材料的几何模型示意图Fig.2.2 Geometric models of the composite generated by RAS method2.2.2 界面的内聚力模型与牵引力-位移法则内聚力模型（Cohesive Zone Model，简称 CZM）是由 Barenblatt（1962）和Hilberborg（1976）等人开发的用来模拟不连续材料的模型，被广泛用于 述复合
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiC粒径对颗粒增强铜基复合材料高温变形行为的影响[J]. 刘勇,李辉,杨志强,田保红,张毅. 材料热处理学报. 2015(08)
[2]铜基SiCP复合材料的烧结制备与摩擦性能研究[J]. 张坚,王新国,赵龙志,赵明娟. 热加工工艺. 2015(14)
[3]钨精矿粉含量对激光烧结（Fe-Cr）-Al合金组织性能的影响[J]. 李刚,韩凤,沈宇,沈金泽,王妍. 稀有金属材料与工程. 2015(07)
[4]SiCp增强Al-Cu-Mg基复合材料的组织及耐磨性研究[J]. 杨建林,田一彤,龙律位,李永靖,王俊杰,张凯. 硅酸盐通报. 2015(07)
[5]电场激活压力辅助法原位合成TiC-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料[J]. 于静,刘艳明,李豹. 热加工工艺. 2015(12)
[6]数值模拟SiCp/Al复合材料的微观结构对力学性能的影响[J]. 王唱舟,周丽,王洋,丁昊. 材料科学与工程学报. 2015(01)
[7]SiC和石墨颗粒混杂增强铜基复合材料的摩擦磨损性能[J]. 周永欣,徐飞,吕振林,马雷,程逞,盛锟. 机械工程材料. 2015(02)
[8]碳纳米管和氧化铝颗粒在铜基复合材料中的协同作用[J]. 崔照雯,刘建金,王聪聪,梁栋,高鹏,贾成厂. 粉末冶金技术. 2014(05)
[9]SiC颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损研究进展[J]. 卢棋,何国球,杨洋,佘萌,刘晓山,刘颺. 材料导报. 2014(19)
[10]ZrO2-TRIP钢复合材料的研究进展[J]. 白晓杰,郭英奎,范国峰,李梦萱. 材料导报. 2014(19)
博士论文
[1]Ti颗粒与SiCp协同增强铝基复合材料组织性能与强化机理研究[D]. 刘一雄.华南理工大学 2015
[2]SiC粒子表面金属镀、机械包覆混料对SiCp/Fe复合材料性能影响的研究[D]. 张跃波.东北大学 2015
[3]原位纳米颗粒增强铜合金的制备及其强化机制研究[D]. 丁丁.北京科技大学 2015
[4]复合材料增强体的跨尺度设计及其界面增强机制研究[D]. 彭庆宇.哈尔滨工业大学 2014
[5]熔铸法制备TiC增强高温钛合金基复合材料组织与高温变形行为[D]. 戚继球.哈尔滨工业大学 2013
[6]增强粒子含量、尺寸及制备工艺对SiCp/Fe复合材料性能影响的研究[D]. 庄伟彬.东北大学 2013
[7]基于内聚力模型的复合材料拉伸性能细观有限元分析[D]. 王晓强.哈尔滨工程大学 2012
[8]TiCp/AZ91镁基复合材料组织及耐磨性的研究[D]. 修坤.吉林大学 2006
硕士论文
[1]SiCp/AZ91D镁基复合材料的摩擦磨损行为研究[D]. 卢楠楠.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于SiCp/AZ91D复合材料真实微观结构的多尺度模拟计算[D]. 李超.中北大学 2014
[3]铁基高温自润滑材料的制备及其摩擦学特性研究[D]. 郭俊德.兰州理工大学 2014
[4]碳化钨颗粒增强高铬铸铁基高频感应堆焊层组织及性能的研究[D]. 张严.郑州大学 2014
[5]热处理对碳化物颗粒增强合金钢组织及力学性能的影响[D]. 邓立强.沈阳工业大学 2014
[6]ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料的磨损性能研究[D]. 王瑞.华南理工大学 2013
[7]颗粒增强钛基复合材料力学性能的有限元分析[D]. 李勇.沈阳工业大学 2014
[8]放电等离子烧结制备TiCp/M2高速钢复合材料及其性能研究[D]. 李小峰.华南理工大学 2013
[9]陶瓷颗粒增强高铬铸铁基表层复合材料的制备与磨损性能研究[D]. 赵散梅.中南大学 2012
[10]颗粒增强金属基复合材料屈服行为的数值模拟[D]. 谢文平.华中科技大学 2012
本文编号：3110691
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三种不同的磨损体积定义方法示意图
图2.1 ZTAp/Fe45复合材料的显微图片Fig.2.1 Micrograph of ZTAp/Fe45 composite吸附（Random Sequential Addition，简称 核心步骤如下：首先建立基体材料的模型，正态分布的第一个颗粒，随后依次添加新的
图2.2 RAS法生成复合材料的几何模型示意图Fig.2.2 Geometric models of the composite generated by RAS method2.2.2 界面的内聚力模型与牵引力-位移法则内聚力模型（Cohesive Zone Model，简称 CZM）是由 Barenblatt（1962）和Hilberborg（1976）等人开发的用来模拟不连续材料的模型，被广泛用于 述复合
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiC粒径对颗粒增强铜基复合材料高温变形行为的影响[J]. 刘勇,李辉,杨志强,田保红,张毅. 材料热处理学报. 2015(08)
[2]铜基SiCP复合材料的烧结制备与摩擦性能研究[J]. 张坚,王新国,赵龙志,赵明娟. 热加工工艺. 2015(14)
[3]钨精矿粉含量对激光烧结（Fe-Cr）-Al合金组织性能的影响[J]. 李刚,韩凤,沈宇,沈金泽,王妍. 稀有金属材料与工程. 2015(07)
[4]SiCp增强Al-Cu-Mg基复合材料的组织及耐磨性研究[J]. 杨建林,田一彤,龙律位,李永靖,王俊杰,张凯. 硅酸盐通报. 2015(07)
[5]电场激活压力辅助法原位合成TiC-Ni/TiAl/Ti功能梯度材料[J]. 于静,刘艳明,李豹. 热加工工艺. 2015(12)
[6]数值模拟SiCp/Al复合材料的微观结构对力学性能的影响[J]. 王唱舟,周丽,王洋,丁昊. 材料科学与工程学报. 2015(01)
[7]SiC和石墨颗粒混杂增强铜基复合材料的摩擦磨损性能[J]. 周永欣,徐飞,吕振林,马雷,程逞,盛锟. 机械工程材料. 2015(02)
[8]碳纳米管和氧化铝颗粒在铜基复合材料中的协同作用[J]. 崔照雯,刘建金,王聪聪,梁栋,高鹏,贾成厂. 粉末冶金技术. 2014(05)
[9]SiC颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损研究进展[J]. 卢棋,何国球,杨洋,佘萌,刘晓山,刘颺. 材料导报. 2014(19)
[10]ZrO2-TRIP钢复合材料的研究进展[J]. 白晓杰,郭英奎,范国峰,李梦萱. 材料导报. 2014(19)
博士论文
[1]Ti颗粒与SiCp协同增强铝基复合材料组织性能与强化机理研究[D]. 刘一雄.华南理工大学 2015
[2]SiC粒子表面金属镀、机械包覆混料对SiCp/Fe复合材料性能影响的研究[D]. 张跃波.东北大学 2015
[3]原位纳米颗粒增强铜合金的制备及其强化机制研究[D]. 丁丁.北京科技大学 2015
[4]复合材料增强体的跨尺度设计及其界面增强机制研究[D]. 彭庆宇.哈尔滨工业大学 2014
[5]熔铸法制备TiC增强高温钛合金基复合材料组织与高温变形行为[D]. 戚继球.哈尔滨工业大学 2013
[6]增强粒子含量、尺寸及制备工艺对SiCp/Fe复合材料性能影响的研究[D]. 庄伟彬.东北大学 2013
[7]基于内聚力模型的复合材料拉伸性能细观有限元分析[D]. 王晓强.哈尔滨工程大学 2012
[8]TiCp/AZ91镁基复合材料组织及耐磨性的研究[D]. 修坤.吉林大学 2006
硕士论文
[1]SiCp/AZ91D镁基复合材料的摩擦磨损行为研究[D]. 卢楠楠.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于SiCp/AZ91D复合材料真实微观结构的多尺度模拟计算[D]. 李超.中北大学 2014
[3]铁基高温自润滑材料的制备及其摩擦学特性研究[D]. 郭俊德.兰州理工大学 2014
[4]碳化钨颗粒增强高铬铸铁基高频感应堆焊层组织及性能的研究[D]. 张严.郑州大学 2014
[5]热处理对碳化物颗粒增强合金钢组织及力学性能的影响[D]. 邓立强.沈阳工业大学 2014
[6]ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基复合材料的磨损性能研究[D]. 王瑞.华南理工大学 2013
[7]颗粒增强钛基复合材料力学性能的有限元分析[D]. 李勇.沈阳工业大学 2014
[8]放电等离子烧结制备TiCp/M2高速钢复合材料及其性能研究[D]. 李小峰.华南理工大学 2013
[9]陶瓷颗粒增强高铬铸铁基表层复合材料的制备与磨损性能研究[D]. 赵散梅.中南大学 2012
[10]颗粒增强金属基复合材料屈服行为的数值模拟[D]. 谢文平.华中科技大学 2012
本文编号：3110691
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