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1、SiCp_A356复合材料变温下的力学行为第30卷第4期2006年8月北京交通大学oURNAI.0FBEUINGJONGUNIVlSITYVl01.30No.4Au2.2006文章编号:1673—0291(2006)04—0082—04SiCp—A356复合材料变温下的力学行为王文静,谢基龙,韩建民(北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044)摘要:试验研究了SiCp—A356复合材料在变温条件下的力学行为.结果表明,SiCp—A356复合材料的屈服强度,拉伸强度和弹性模量随温度的升高明显下降.在20℃～15012之间.表
2、现为循环硬化,且硬化程度随温度升高而减弱;在20012--30012之间,表现为循环软化,且软化速率随温度升高不断增大.而松弛行为与一般金属材料通常具有的基本特征相似.在此基础上,建立了适用于制动盘结构分析的热弹塑性一蠕变本构模型,为进行制动盘应力应变场数值模拟和预测寿命提供了前提和基础.此外,还对SiCp—A356复合材料的微观断裂机制进行了分析.关键词:SiCp—A356复合材料;热弹塑性;本构模型;制动盘中图分类号:TG146.2文献标识码:AMechanicalBehaviorofSiCp..A356CompositeMat
3、rerialUnderChangedTemperatureWANGWen-ring,XIEJi—long,HANJian—rain,(SchoolofMechanicalandElectronicControlEngin~_ring,BdjingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Itisshownfromtheexperimentationthattheyieldstress,tensilestressandYoung'Smodu—lusaredecreasedobvio
4、uslywhiletemperaturerising;Thecyclehardeninghappensat20℃～150℃andthehardeningdegreeweakenswhiletemperaturerising.Thecyclesofteninghappensat200℃～300℃andthesofteningvelocityincreaseswhiletemperaturerising;Itsrelaxationbehaviorissimilartometa1.Basedontheseexperimentationda
5、ta,thethermal—elasto-plastic-creepconstitutivemodelisdeducedforthebrakediscstress-stralnanalysisandlifeprediction.Inaddition,themicro-crackmech—anismisalsoanalyzed.KeyWOldS:SiCp—A356compositematerial;thermalelasto-plastic;constitutivemodel;brakediscSiCp—A356复合材料具有重量轻,比
6、强度,比刚度高,导热性好,热容量高及耐磨,耐热性好等特点,使其成为潜在的新一代高速列车制动盘材料.为预测制动盘的使用寿命,首先要知道制动工况不同时刻制动盘上的应力和应变分布,这些量在实际使用条件下很难直接测试到,一般是借助数值计算模拟.研究表明[5-73,颗粒增强金属基复合材料在高温下的力学性能,随基体和增强体的体积比,颗粒大小及结合方式等的不同而表现出完全不同的规律.Perng指出,在室温和高温条件下,A1203p/6061A1一Ti6复合材料承受循环载荷时,均在小应变幅呈现循环软化,在高应变幅呈现循环硬化.SrivatSan得出
7、,A1203p/2014AI—Ti6复合材料在高于100℃的温度条件下,在所有应变幅时均表现为循环软化.因此,试验研究SiCp—A356复合材料的本构模型,建立合理有效的本构方程,是进行制动盘应力应变场数值模拟和预测寿命的前提和基础.本文作者试验研究了SiCp—A356复合材料在收稿日期:2005—03—06基金项目:北京交通大学科技基金资助项目(2003AA331l90)作者简介:王文静(1976～),女,山东德州人,讲师,博士.mlhwwj@jdxy.njtu.edu.cn第4期王文静等:SiCp—A356复合材料变温下的力学行
8、为不同温度下的力学响应,建立了适用于制动盘结构分析的热弹塑性.蠕变本构模型,为进一步进行制动盘应力.应变场的数值模拟研究奠定了基础.1本构模型的试验研究1.1sicp—A356复合材料SiCp—A356复合材料采用液态搅拌法制备而成,
