ZrO_2/Ni FGM中微观残余热应力分析

陶瓷-金属FGM成分沿厚度方向变化,微观残余热应力分析对确定FGM材料体系极为重要。按球对称模型采用弹性理论进行分析,确定了微观残余热应力与陶瓷和金属相的弹性性能、在FGM中的位置的关系。结果表明,微观应力具有短程分布特点,并且在同一梯度层内最大微观应力处于相界面处。同时,通过对ZrO2/NiFGM制备过程中的陶瓷-金属界面应力的分析表明,FGM制备过程中可能在基体中产生大量微裂纹。

复合材料中增强粒子与基体中微观应力和残余应力分析

按球对称模型对粒子增强复合材料中热膨胀差（ＤＣＴＥ）热应力和残余应力进行了弹－塑性分析。结果表明，热应力或残余应力具有短程分布特点；粒子内部为常水静应力，界面和基体中径向应力与粒子内部同号，切向和周向应力与径向应力符号相反。存在一个基体发生初始屈服的临界温差ｔ＿Ｐ，屈服范围随温差｜ｔ｜而扩大。单程变温产生的残余应力与热应力完全相同；经过一个热循环后，若温差小于ｔ＿Ｐ则残余应力为零；若大于ｔ＿Ｐ，则在粒于和基体中产生残余应力。讨论了粒子形状和尺寸对残余应力和基体塑性变形对复合材料性能的影响。