纖維體積分?jǐn)?shù)對Cf/Al復(fù)合材料熱殘余應(yīng)力及損傷影響的數(shù)值模擬

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摘 要：針對真空壓力浸滲法制備的單向碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料（單向Cf/Al復(fù)合材料），基于基體延性損傷和界面內(nèi)聚力本構(gòu)建立了細(xì)觀力學(xué)有限元模型，結(jié)合熱膨脹實(shí)驗(yàn)，研究了其降溫過程中熱殘余應(yīng)力和損傷的分布與演化規(guī)律，并對纖維體積分?jǐn)?shù)的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：構(gòu)建的細(xì)觀力學(xué)單胞有限元模型能有效地模擬材料的宏觀熱膨脹變形行為及橫向拉伸力學(xué)性能，可用于熱殘余應(yīng)力及損傷狀態(tài)的預(yù)測；材料制備完成后，基體主要承受熱殘余拉應(yīng)力，纖維主要承受熱殘余壓應(yīng)力；隨著纖維體積分?jǐn)?shù)的提高，基體中殘余拉應(yīng)力在富基體區(qū)域的集中程度逐漸增大，纖維中殘余壓應(yīng)力值顯著降低；基體損傷發(fā)源于貧基體區(qū)域臨近界面處，纖維體積分?jǐn)?shù)越高，降溫過程中基體初始損傷發(fā)生越早，最終損傷程度越大；纖維體積分?jǐn)?shù)較大時，貧基體區(qū)域附近的界面會產(chǎn)生損傷，界面損傷發(fā)生在基體損傷之后。（剩余16827字）