短碳纤维增强铜复合材料的计算细观力学模型及力学性能

何东浪; 方华婵; 李郁兴; 李金伟

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针对粉末冶金法制备的短碳纤维增强铜复合材料(C_(Sf)/Cu),采用有限元方法建立细观力学模型,研究材料的拉伸损伤演化和断裂力学行为,并分析弱界面对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,C_(Sf)/Cu复合材料的拉伸过程可分为弹性阶段、塑性硬化阶段、起始损伤阶段和损伤演化阶段。纤维端部的应力集中造成端部界面脱黏、轴向界面的损伤演化以及纤维桥联,基体损伤及其伴随的界面损伤造成基体破坏是材料断裂的主要机制。碳纤维长度大于60μm时,纤维的轴向应力分布呈现“w”形,纤维有较强的承载能力;纤维长度为20μm时,纤维几乎没有承载能力。纤维承受载荷越高,越容易造成界面破坏,随纤维长度从20μm增加到140μm,Csf/Cu复合材料的抗拉强度从146 MPa下降到102 MPa。

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来源
《粉末冶金材料科学与工程》 |2022年第4期|382-388|共7页
作者
何东浪; 方华婵; 李郁兴; 李金伟;
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作者单位

中南大学粉末冶金国家重点实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类粉末冶金制品及其应用;
关键词
短纤维; 铜基复合材料; 细观力学; 有限元; 内聚力单元;

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