B4C/6061Al复合材料热压缩断裂行为的多尺度研究

摘要

运用实验和模拟仿真相结合的方法研究了B4C/6061Al复合材料的热压缩断裂行为,确定了损伤模型及损伤参数。建立了单向多尺度有限元模型,分析了B4C/6061Al复合材料的细观损伤机理。结果表明,由于B4C/6061Al复合材料内部不均匀的细观结构,剪切损伤模型不能预测其断裂行为,而GTN损伤模型能准确预测B4C/6061Al复合材料的热压缩断裂行为。通过与实验结果的比较,确定了31% B4C/6061Al (质量分数)复合材料的GTN模型损伤参数,从而使模拟和实验获得的裂纹深度和载荷-位移曲线高度一致。此外,利用单向多尺度有限元法准确地分析了B4C/6061Al复合材料热压缩过程的细观损伤机理,即热压缩过程中出现的宏观裂纹是由颗粒的脆性断裂、基体和界面的脱黏以及基体的延性损伤导致的。