CF/Al复合材料制备热变形行为与热残余应力分布

Zhang Yihao,Yan Yi,Wang Zhenjun,Cai Changchun,Xu Zhifeng,Yu Huan

RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING（2022）

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摘要

针对连续碳纤维增强铝基复合材料(CF/A1复合材料),采用细观力学数值模拟与热性能实验结合的方法,研究了真空压力浸渗制备过程中的热变形行为和热残余应力分布.结果表明,复合材料的横向热应变量远大于轴向热应变量,且具有横观各向同性,纤维随机分布的单胞有限元模型能够准确地预测复合材料轴向与横向热变形行为曲线;复合材料制备完成后纤维和基体合金分别处于压应力和拉应力状态,基体和纤维的横向热残余应力均小于其轴向热残余应力,且均表现出横观各向同性;基体合金在轴向热残余拉应力作用下会出现不同程度的损伤现象,特别是纤维间距较小部位过高的热残余应力会引发界面的局部失效,从而不利于发挥复合材料承载性能,减少纤维局部偏聚是进一步提高复合材料力学性能的重要技术手段.

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关键词

aluminum matrix composites, thermal residual stress, micromechanics, thermal deformation, damage

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