SiCp-Al復合材料熱壓縮變形行為和軋制行為研究.pdf

1、SiCp/Al復合材料主要應用于軍工、汽車、航空航天等領域中關鍵的結構構件，故常需要對 SiCp/Al復合材料毛坯進行二次熱軋塑性加工來獲得更加優(yōu)異的綜合力學性能。由于 SiC顆粒的不規(guī)則形貌，顆粒的聚集以及孔洞等因素的影響，該復合材料的熱變形行為和軋制行為及相關規(guī)律很難全面地由實驗方法獲得，且邊緣斷裂特性極大地限制了SiCp/Al復合材料軋制規(guī)程的制定和實際應用。
　　首先，本文通過熱壓縮實驗、本構方程的多元線性歸化及其參數(shù)的驗

2、證，研究了 SiCp/Al復合材料的熱壓縮變形行為。得到了該復合材料的流動應力應變曲線，分析了不同階段應變硬化、溫度軟化、應變率硬化對流動應力影響的相互關系和規(guī)律。驗證了 Johnson-Cook數(shù)理模型不適合來預測復合材料的流變行為，而Arrhenius數(shù)理模型很好地預測了溫度、應變和應變率耦合作用下的流動應力。
　　其次，就耦合分析中各力學邊界條件和熱學邊界條件的定義和賦值以及顯式分析穩(wěn)定限制的控制進行了詳細分析，并結合Gur

3、son損傷模型合理完整地建立了SiCp/2009Al復合材料軋制熱力耦合有限元模型。通過 ABAQUS軟件對軋制成型過程、邊緣斷裂過程、溫度場、變形場及應力場進行了數(shù)值仿真，研究了SiCp/2009Al復合材料的軋制成型機理、邊緣斷裂機理、溫度變化規(guī)律以及應變率、應變和溫度在軋制各階段對軋板表面和中心流動應力的影響規(guī)律。同時對5個工藝參數(shù)—初軋溫度、軋制速度、壓下率、初始厚度和摩擦系數(shù)—分別對軋板溫度分布、變形場分布、接觸面應力場分布以