B 4 C/6061A1复合材料疲劳损伤及断裂行为研究

发布时间：2022-04-26 22:02

　　铝基复合材料由于其轻质高强,具有优秀的比刚度,耐磨性能以及疲劳性能,因而在交通、航空领域作为承受动载的构件有广泛的应用前景。而颗粒增强铝基复合材料由于其更好的各向同性性能以及相对低廉的生产成本,在工程应用上具有广泛的前景。针对复合材料在工程应用中面对的力学性能以及功能性要求,本研究采用了碳化硼颗粒作为铝基复合材料的增强相颗粒。碳化硼颗粒具有相对于碳化硅、氧化铝等陶瓷材料更高的强度、热稳定性,并能与铝基体更好的润湿,产生良好的界面结合,从而得到更好的整体性能。同时碳化硼由于其较低的密度,且10B可为复合材料提供良好的中子屏蔽、吸收性能,复合材料也因此符合轻量化,功能化的设计要求。碳化硼颗粒增强复合材料的强度与增强颗粒的含量密切相关,理论上复合材料的强度随颗粒含量的上升而增加,但过高的颗粒含量会引入大量界面与缺陷,同时增大生产加工难度。本文采用粉末冶金法制备了质量分数为30%的碳化硼增强铝基复合材料,并将其加工为成型良好的3mm厚板材。同时对复合材料的拉伸性能与疲劳性能进行了实验,以表征其静态、动态力学行为并分析其失效机制。研究表明碳化硼增强铝基复合材料的拉伸强度达到了267.25MPa,... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 B_4C/6061Al复合材料
        1.2.1 B_4C/6061Al复合材料简介
        1.2.2 B_4C/6061Al复合材料制备方法简介
    1.3 B_4C/6061Al复合材料疲劳研究现状
        1.3.1 B_4C/6061Al复合材料疲劳影响因素
        1.3.2 B_4C/6061Al复合材料疲劳评定方法
        1.3.3 陶瓷颗粒增强铝基复合材料疲劳的研究现状
    1.4 本文的研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料及制备工艺
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 B_4C/6061Al复合材料制备方法
        2.1.3 B_4C/6061Al复合材料显微组织
    2.2 实验方法及设备
        2.2.1 拉伸试验
        2.2.2 疲劳试验
        2.2.3 疲劳应变检测
        2.2.4 声发射
第三章 B_4C/6061Al复合材料显微组织与拉伸性能
    3.1 引言
    3.2 B_4C/6061Al复合材料显微组织分析
        3.2.1 B_4C颗粒对复合材料组织影响
        3.2.2 B_4C/6061Al复合材料物相分析
    3.3 B_4C颗粒对铝基碳化硼复合材料拉伸性能影响
        3.3.1 B_4C/6061Al复合材料的拉伸性能
        3.3.2 B_4C/6061Al复合材料拉伸断裂行为分析
    3.4 本章小结
第四章 B_4C/6061Al复合材料的疲劳性能研究
    4.1 引言
    4.2 B_4C/6061Al复合材料的高周疲劳实验
    4.3 B_4C/6061Al复合材料疲劳过程中的应力-应变表征
    4.4 B_4C/6061Al复合材料疲劳断裂行为
    4.5 本章小结
第五章 B_4C/6061Al复合材料的疲劳损伤分析
    5.1 引言
    5.2 B_4C/6061Al复合材料在循环载荷作用下的损伤机制
        5.2.1 B_4C/6061Al复合材料疲劳损伤表征方法
        5.2.2 B_4C/6061Al复合材料的动态弹性模量
    5.3 B_4C/6061Al复合材料疲劳过程中的能量转换
        5.3.1 疲劳过程中B_4C/6061Al材料的能量耗散机理
        5.3.2 塑性应变能表征B_4C/6061Al复合材料疲劳损伤
    5.4 本章小结
第六章 声发射方法分析B_4C/6061Al复合材料疲劳损伤
    6.1 引言
    6.2 声发射计数表征B_4C/6061Al复合材料疲劳行为
    6.3 声发射振幅表征B_4C/6061Al复合材料疲劳损伤
    6.4 声发射能量表征B_4C/6061Al复合材料疲劳损伤
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文和参与科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]航空航天用多功能SiC/Al复合材料研究进展（英文）[J]. 崔岩,王力锋,任建岳.  Chinese Journal of Aeronautics. 2008(06)
[2]挤压铸造法制备可变形SiCP/Al复合材料的组织与性能[J]. 曲寿江,耿林,曹国剑,雷廷权.  复合材料学报. 2003(03)



本文编号：3648810