Влияние объемной доли керамических частиц на локализацию пластической деформации и разрушение металлокерамических композитов. Численный анализ

Abstract

Исследовано механическое поведение металлокерамического композита при действии различных термомеханических нагрузок. Неоднородная структура композитов учитывается в расчетах в явном виде. Для описания механической реакции алюминиевой матрицы использовалась изотропная упругопластическая модель, а для керамических частиц — упруго-хрупкая модель. Рассмотрен представительный объем композиционного материала, содержащий несколько частиц карбида бора, находящихся в микрообъеме алюминиевого сплава 6061T6. Созданы две структуры с различным содержанием керамических частиц. Установлено, что прочность структуры с меньшей объемной долей частиц выше, чем прочность структуры с большей объемной долей. Решаются два типа задач: 1) растяжение с учетом остаточных напряжений и 2) растяжение без учета остаточных напряжений. Для учета остаточных напряжений в расчетах используются соотношения Дюамеля-Неймана. Исследовано влияние остаточных напряжений на разрушение частиц в мезообъемах. Динамические краевые задачи решаются методом конечных элементов в программном пакете ABAQUS/Explicit.

Keywords

• численное моделирование
• металло-керамические композиты
• механика сред со структурой
• остаточные термические напряжения
• разрушение