资源描述：
《界面性能对陶瓷基复合材料拉伸强度的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷第5期无机材料学报Vo.l24,No.52009年9月JournalofInorganicMaterialsSep.,2009文章编号:1000-324X(2009)05-0919-05DOI:10.3724/SP.J.1077.2009.00919界面性能对陶瓷基复合材料拉伸强度的影响杨成鹏,矫桂琼,王波(西北工业大学工程力学系,西安710129)摘要:基于陶瓷基复合材料拉伸试验现象引入了主裂纹损伤带的概念,并将其宽度定义为界面脱粘长度.由于界面性能对纤维应力集中有较大影响,并且控制着材料的断裂模式,分别给出了脆性断裂和韧性断裂的强度计算公式,并引入了应力
2、集中系数和界面脱粘能量释放率.分析结果表明,拉伸强度随着应力集中系数和界面脱粘能量释放率的增大而减小.文中公式给出的预测值与试验值吻合较好,表明断裂时纤维所承担的应力用脱粘段纤维平均应力来衡量是合适的.关键词:界面性能;陶瓷基复合材料;应力集中;能量释放率;拉伸强度中图分类号:TB332文献标识码:AEffectsofInterfacePropertiesonTensileStrengthofCeramicMatrixCompositesYANGCheng-Peng,JIAOGu-iQiong,WANGBo(DepartmentofEngineeringMechan
3、ics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi.an710129,China)Abstract:Adefinitionofcentralcrackdamagedzone(CCDZ)isintroducedbasedontensionexperimentsofCeramicMatrixComposites(CMCs).ThewidthoftheCCDZisdefinedtoequalthedebondlengthandtheeffectofinterfacetoughnessisneglected.WhentheCMCsruptu
4、re,thestresscarriedbythefiberscanbees-timatedbythemeanfiberstresswithintheCCDZ.Furthermore,theruleofmixturesismodified.Consider-ingthattheinterfacepropertiescontrolthefracturemode,twokindsofmodelsarepresentedrespectivelyforbrittleandductilefracturestrength.Thestressconcentrationfactora
5、ndinterfacedebondenergyreleaserateareintroducedanddiscussed.Itindicatesthatboththeabovefactorsresultindeclineofthetensilestrengthastheyincrease.Thepredictionsofthegivenformulaeareingoodagreementwithexperimentaldata.Keywords:interfaceproperties;ceramicmatrixcomposites;stressconcentratio
6、n;energyreleaserate;tensilestrength陶瓷基复合材料中,纤维的引入起到增强和增显著影响,是导致纤维增强陶瓷基复合材料性能的韧的作用,这归因于纤维的脱粘、拔出和桥联等增韧关键因素.界面结合过强,复合材料力学性能会急剧[2]机制.然而,纤维引入的增韧效果在很大程度上取决降低.纤维束拔出较长的试件强度较高,平齐断口[3][4]于纤维与基体之间的界面性能,因为界面可以调整意味着低强度.梅辉等也同样发现:具有较高断应力分布状态.界面剪切强度低,不利于载荷从基体裂强度和断裂应变的材料,纤维从大的基体裂纹中到纤维的传递;界面剪切强度高,虽然有利于载
7、荷传拔出很长,纤维拔出较少的材料,断裂强度和断裂应递,但可能导致陶瓷基复合材料发生脆性断裂,起不变也相对较低.[1]到增韧效果.因此,陶瓷基复合材料的界面性能在目前,对于界面强弱与材料强度的定量关系还[5]很大程度上决定其力学行为.很少有文献报道.Kagawa等基于界面应力传递原界面强弱的直观表现是纤维的断裂拔出长度,理,对混合率公式进行变更,得出了单向复合材料纵[6]界面结合弱,纤维拔出长,相反则纤维拔出短.界面向拉伸强度的计算表达式;Curtin等应用统计强度性能对陶瓷基复合材料的强度、模量及断裂韧性都有理论,在载荷均匀分担假设的前提下,推导出了单向收稿日期
