维度比与尺度效应对颗粒增强复合材料的塑性流动的影响

【摘要】：金属基复合材料一直以来受到材料界和力学界研究人员的关注。增强颗粒的影响包括增强颗粒所占的体积分数,颗粒形态以及颗粒尺寸。本文主要研究一种特定的增强颗粒的颗粒形态——圆柱形碳化硅增强颗粒,铝作为复合材料的基体。增强颗粒与基体之间的界面采用内聚力模型来描述。采用有限元软件ABAQUS对该材料进行模拟,载荷为单轴拉伸载荷。在相同的碳化硅体积分数下,研究不同的增强颗粒维度比下的整个复合材料的应力应变关系。并引入基于机制的塑性应变梯度理论和基于机制的塑性应变梯度扩展理论作为铝基体的材料本构,并与经典弹塑性本构下的铝基体材料做比较,分析其对整个复合材料的力学性能所产生的影响。