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《短纤维增强金属基复合材料弹性模量临界值计算预测.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36卷增刊2吉林大学学报(工学版)Supplement22006年9月JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)Sept.2006文章编号:1671-5497(2006)Suppl.2-0001-05短纤维增强金属基复合材料弹性模量临界值计算预测金满,江中浩,连建设(吉林大学材料科学与工程学院,长春130022)摘要:基于短纤维增强金属基复合材料弹性模量理论模型,提出了弹性模量临界值的定义,并建立了可用于预测计算的纤维临界长径比和材料参数之间的解析函数。将与曲线拐点切线和最大值水平直线交点相对应的长径比值定
2、义为纤维临界长径比,将与此相对应的函数值定义为弹性模量临界值。计算结果表明,纤维临界长径比随纤维弹性模量的增加而增加,随基体弹性模量和纤维体积分数的增加而降低。关键词:复合材料;金属基复合材料;短纤维;弹性模量;临界长径比中图分类号:TB331文献标识码:ACalculationandpredictionofcriticalelasticmodulusofshortfiber2reinforcedmetalmatrixcompositesJinMan,JiangZhong2hao,LianJian2she(CollegeofMaterialsScienceandEngineeri
3、ng,JilinUniversity,Changchun130022,China)Abstract:Basedonthetheoreticalmodelfortheelasticmodulusofshortfiber2reinforcedcomposite,thecriticalelasticmodulusofshortfiber2reinforcedmetalmatrixcompositeswasproposedandananalyticalexpressionfortherelationshipbetweenthecriticalelasticmodulusandthecri
4、ticalaspectratioofthefiberandothermaterialparameterswasderived.Thecriticalaspectratioofthefiberisdefinedasthecross2pointofthetangentvalueoftheinflexionandtheasymptoteofthemaximumelasticmodulus.Thecalculationsrevealethatthecriticalaspectratioofthefiberincreasedwithincreasingtheelasticmodulusof
5、thefiberanddecreasedwithincreasingtheelasticmodulusofthematrixandthevolumefractionofthefiber.Keywords:compositematerial;metalmatrixcomposites;shortfiber;elasticmodulus;criticalaspectratio弹性模量是短纤维增强金属基复合材料最重为复合材料设计提供可靠的预测数据,人们提出要的力学性能指标之一。宏观力学试验证明,复了很多弹性模量和材料参数之间的数学表达式。[1]合材料的弹性模量直接与基体和纤维的弹性模K
6、elly根据剪切滞后理论给出了弹性模量理论[2,3]量、纤维的体积分数及纤维的长径比等材料参数表达式,Clyne和Karbhari等人通过对根应力有关。为了对复合材料进行进一步的理论研究及的修正,提出了弹性模量计算式。Withers和收稿日期:2005209212.基金项目:教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20010183019).作者简介:金满(1949-),男,副教授.研究方向:材料性能计算机模拟.E2mail:jinman@jlu.edu.cn通讯联系人:江中浩(1956-),男,教授,博士生导师.研究方向:复合材料理论模型.E2mail:jzh@jlu.ed
7、u.cn·2·吉林大学学报(工学版)第36卷[4-7]Sharma等人也提出了相应的弹性模量理论径比超过10以后几乎不再增加,说明必然存在一[8-10]分析式,JiangZhong2hao等人在详细分析弹个临界值。要求解这一临界值,首先需要确立满性应力场的基础上,提出了更准确的弹性模量解足物理意义的临界值定义。为了便于数学分析,析函数。试验和理论曲线都表明纤维的长径比对将自变量s的取值范围进一步扩展,获得如图2复合材料的弹性模量影响极大,并存在临界长径所示的理论曲线。曲线的材料参
