編號：CYYJ03103
篇名：短碳纖維增強(qiáng)銅復(fù)合材料的計(jì)算細(xì)觀力學(xué)模型及力學(xué)性能
作者：何東浪 方華嬋 李郁興 李金偉
關(guān)鍵詞： 短纖維 銅基復(fù)合材料 細(xì)觀力學(xué) 有限元 內(nèi)聚力單元
機(jī)構(gòu)： 中南大學(xué)粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 針對粉末冶金法制備的短碳纖維增強(qiáng)銅復(fù)合材料(CSf/Cu),采用有限元方法建立細(xì)觀力學(xué)模型,研究材料的拉伸損傷演化和斷裂力學(xué)行為,并分析弱界面對復(fù)合材料拉伸性能的影響。結(jié)果表明,CSf/Cu復(fù)合材料的拉伸過程可分為彈性階段、塑性硬化階段、起始損傷階段和損傷演化階段。纖維端部的應(yīng)力集中造成端部界面脫黏、軸向界面的損傷演化以及纖維橋聯(lián),基體損傷及其伴隨的界面損傷造成基體破壞是材料斷裂的主要機(jī)制。碳纖維長度大于60μm時(shí),纖維的軸向應(yīng)力分布呈現(xiàn)“w”形,纖維有較強(qiáng)的承載能力;纖維長度為20μm時(shí),纖維幾乎沒有承載能力。纖維承受載荷越高,越容易造成界面破壞,隨纖維長度從20μm增加到140μm,Csf/Cu復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度從146 MPa下降到102 MPa。
