【摘 要】
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该文运用轴对称弹塑性有限元方法,研究了短纤维增强金属基复合材料拉伸应力场分布.研究表明,基体和纤维的应力分布及基体塑性行为具有明显的不均匀性,复合材料存在明显的应力
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该文运用轴对称弹塑性有限元方法,研究了短纤维增强金属基复合材料拉伸应力场分布.研究表明,基体和纤维的应力分布及基体塑性行为具有明显的不均匀性,复合材料存在明显的应力传递和应变分配,控制复合材料变形和性能的主要机制是受限的基体变形和应力传递,基体加工硬化机制的影响不大.无热残余应力时,材料参数(纤维长径比、纤维体积分数、纤维根间距和基体应变硬化指数)以不同方式通过影响应力传递、受限的基体变形和基体应变硬化从而影响应力场分布.有残余应力时,热残余应力主要通过改变纤维及其周期基体的应力状态来改变上述两种主要机制,进而影响不同材料结构参数下的基体和纤维的应力场分布.基于双线性硬化基本材料,对经典剪切滞后模型进行了新的修正.修正的模型合理考虑了纤维根区域应力集中对根应力的影响;用基体平均应变代替了经典剪切滞后模型的远场应变;考虑了基体变形状态从弹性到塑性的变化,给出了塑性区上的表面剪切应力和纤维轴向应力的表达式.修正的模型同时给出了复合材料弹性模量的表达式,其结果与有限元计算的结果和实验有更好的吻合.
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