纤维体积分数对SiCf/Ti复合材料残余应力的影响

摘要：

采用ANSYS软件建立纤维四方排布、四方对角排布和六方排布的三维有限元模型,分析了纤维体积分数对各种纤维排布方式下SiC/Ti-6Al4V复合材料界面径向、轴向、周向和剪切残余应力的影响规律.结果表明,3种纤维排布方式下纤维一侧界面径向和周向残余压应力均随纤维体积分数的增加而减小,且当纤维体积分数大于25％时界面径向和周向残余应力沿纤维周向分布的不均匀性也随纤维体积分数的增加而增加,但纤维六方排布时这种不均匀性增加的幅度远低于四方和四方对角排布时增加的幅度,即高纤维体积分数下纤维六方排布的优势更为明显;界面轴向残余应力基本不受纤维排布方式和纤维体积分数的影响沿纤维周向始终均匀分布,其大小主要取决于纤维体积分数,体积分数越高,轴向残余压应力越小;各个纤维体积分数下试样端面附近θ=0°位置界面剪切残余应力均大于θ=45°位置,使得纵向拉伸或纤维顶出试验过程中界面的脱粘优先于θ=0°位置.

关键词：复合材料、残余应力、纤维体积分数、有限元法

所属期刊栏目：40

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金项目51271147;材料科学与工程山西省重点扶持学科建设经费项目资助

在线出版日期：2016-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：890-895