含裂紋金屬梯度材料的剩余強度研究.pdf

1、金屬梯度材料是由兩種合理布局、均勻過渡的金屬材料通過激光成型技術(shù)制備而成。作為一種新型的非均勻復(fù)合材料,其優(yōu)異的力學(xué)性能使得它在航空航天等高科技領(lǐng)域受到了廣泛的應(yīng)用,并被越來越多地應(yīng)用于整體主承力結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)的復(fù)合材料,梯度材料的制備過程相當(dāng)復(fù)雜,使得材料在制備和使用的過程中內(nèi)部會產(chǎn)生裂紋,這些微小裂紋的不斷擴展加快了材料的破壞,嚴(yán)重影響了材料的使用性能。因此對金屬梯度材料斷裂問題的研究,不僅對材料的安全使用,甚至對材料的結(jié)構(gòu)分析和

2、優(yōu)化設(shè)計都有著重大的工程現(xiàn)實意義。
　　本文開展了含裂紋金屬梯度材料剩余強度的試驗和數(shù)值模擬研究,完成了含缺口TC4-TC11金屬梯度材料的三點彎試驗,基于梯度擴展有限元方法,建立了I型裂紋金屬梯度材料的剩余強度分析模型,結(jié)合交互式能量積分方法計算應(yīng)力強度因子,引入K判據(jù),建立了含I型裂紋金屬梯度材料的剩余強度分析方法。并將模型的計算結(jié)果和試驗結(jié)果進(jìn)行對比,驗證了該方法的有效性?；谠撚邢拊椒ㄔ敿?xì)討論了材料參數(shù)對其剩余強度的影響