西南交通大学学报 2001, 36(4) 387-391 DOI:     ISSN: 0258-2724 CN: 51-1277/U

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复合材料
有限元分析
弹塑性
残余应力
短纤维
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康国政
高庆
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单向短纤维复合材料中热残余应力研究

康国政;高庆

西南交通大学应用力学与工程系,四川成都610031

摘要

基于单向短纤维增强金属基复合材料的单纤维模型,利用轴对称弹塑性有限元分析方法,研究了该类 复合材料中热残余应力的大小和分布情况以及各种微结构参量的变化对它的影响,同时还讨论了热残余应力的 存在对基体与纤维之间应力传递的影响。研究表明,热应变的不匹配导致纤维受压,基体受拉,界面法向受压。 热残余应力的存在降低了基体与纤维间的应力传递,不利于复合材料整体性能的提高。

关键词 复合材料   有限元分析   弹塑性   残余应力   短纤维   

ThermalResidualStressesinAlignedShortFiber ReinforcedMetalMatrixComPosites

KANGGuo一zheng,CAOqing

DePt.ofAppl.MeehaniesandEng.,SouthwestJiaotongUniversity,Chendu610031,China

Abstract:

Basedonthesinglefibermodelofalignedshortfiberreinforcedmetalmatrixeomposites, thethermalresidualstressesandtheirdistributionareealeulatedwiththeaxi一symmetriealelasto一plastie finiteelementmethod.Theeffeetsofvariousmierostrueturalparametersonthermalresidualstressesare diseussed.Theeffeetsofthermalresidualstressesonstresstransferinali,edshortfibereomposite underaxiallyappliedloadareanalyzed.It15shownthattheunmatehedthermalstrainresultsin eompressionalstressesinthefibers,tensilestressesinthematrix,andeompressionalnormalstresses oninterfaees.Thermalresidualstressesdegradesthedegreeofstresstransferbetweenmatrixand fibers,andharxnfultotheimProvementofthemeehaniealpropertiesoftheeomposite.

Keywords: finiteelementmethod   elastie一plastie:residualstress:shortfibers    eomPositematerials  
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