B₄C增强铝基复合材料力学性能有限元模拟

来源：复合材料学报杂志2016年第10期北京时间：

作者：王传薪, 刘东明, 王建刚, 李斌,

摘要：建立了颗粒增强铝基复合材料的轴对称单胞模型，并通过有限元方法模拟了B₄C颗粒增强5083铝基复合材料的力学性能和微观应力分布。结果表明，模拟结果与实验结果吻合较好，模拟椭球体颗粒增强复合材料的抗拉强度为485 MPa，而实验值为477 MPa，相对误差仅为1.7%。颗粒形状对复合材料微观应力场有很大影响：圆柱体颗粒的尖角处容易造成应力集中，而球体颗粒界面处应力分布较为均匀。在一定范围内，复合材料的弹性模量和抗拉强度随着B₄C颗粒体积分数的增加而增加。在颗粒体积分数不变的情况下，不同长径比的颗粒沿复合材料受力方向定向排列时，颗粒的长径比越大，复合材料的弹性模量、强度等力学性能也越高。

关键词：复合材料, 有限元方法, 颗粒形状, 抗拉强度, 长径比,