考虑基体开裂的陶瓷基复合材料应力-应变曲线模拟方法及验证

摘要：

提出了蒙特卡罗方法模拟陶瓷基复合材料基体随机开裂过程,采用剪滞模型描述了复合材料出现损伤时细观应力场,并推导得到了考虑基体开裂时复合材料拉伸应力-应变曲线计算公式.开展了室温环境下C/SiC复合材料的单轴拉伸试验,并将理论预测应力-应变曲线与试验结果进行对比.同时,采用该方法对SiC/CAS,SiC/Si3N4复合材料应力-应变曲线进行了模拟,并与国外提供的相关试验数据进行比较,发现两者吻合得较好,从而证实了蒙特卡罗法可有效地模拟考虑基体随机开裂过程的陶瓷基复合材料应力-应变曲线.此外,还分析了Weibull模量、残余热应力和初始开裂应力对应力-应变曲线的影响.研究表明：Weibull模量越大,应力-应变曲线非线性越明显;热残余应力越大,应力-应变曲线偏转越早,非线性越明显;初始开裂应力与Weibull模量对应力-应变曲线影响规律相似.

关键词：蒙特卡罗、基体、随机开裂、应力-应变曲线、陶瓷基复合材料

所属期刊栏目：27

分类号：V214;TB332(基础理论及试验)

资助基金：国家重点基础研究发展计划;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项目NS2010044,NZ2012106;博士点基金20070287039

在线出版日期：2012-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2056-2062