碳化硅颗粒增强铜基复合材料基体损伤有限元分析

摘要

碳化硅颗粒增强铜基复合材料是近年来发展起来的新型复合材料,在机电领域广泛应用,具有硬度高、导电率好和高强度等性能.通过建立二维轴对称分析模型,利用ANSYS软件相互积分法计算复合材料的裂纹强度因子,分析了基体内不同裂纹尺寸对应力强度因子的影响;分析了基体内不同裂纹尺寸对界面应力的影响.计算表明,随着裂纹在基体中的增长,应力强度因子K1大致为线性增加,应力强度因子K2也是线性增加,增加幅度较小,曲线趋于平缓.裂纹尖端第一主应力和MISES应力随着裂纹增长逐渐增加,增加的趋势大致相同,第一主应力增加幅度大于MISES应力.近颗粒侧第一主应力随着裂纹在基体中增长逐渐增加,裂纹相对长度比在0.4之前第一主应力从极点到赤道应力值保持不变;裂纹继续扩展,第一主应力从极点到赤道逐渐增加,并与无裂纹情况进行了对比.这些分析可为颗粒增强复合材料的设计提供一定的指导.