基于DIW的“互锁”型层状钛基复合材料成型及其力学性能

采用浆料直写打印(direct ink writing,DIW)技术对0.8%(体积分数,下同)BNNSs/TC4浆料和TC4浆料进行双材料互嵌打印,构建层间“互锁”界面。结合DIW和快速热压烧结(fast hot pressed sintering,FHPS)技术得到纳米TiB增强的层间“互锁”型致密层状TC4-TiB/TC4复合材料,并对其力学性能进行研究。结果表明:烧结后成功保留了层间“互锁”结构;利用DIW制备的层间“互锁”型层状TC4-TiB/TC4复合材料与未作构型的增强相均匀分布的0.4%TiB/TC4复合材料相比,强度提升了9.1%,达到1206 MPa,但韧性并未下降。分析发现,“互锁”的层间界面使裂纹发生极大的偏转,阻碍裂纹扩展,提升整体材料的韧性,为成型复杂强韧复合材料构件提供了思路。

颗粒非一致随机分布复合材料结构的热传导性能预测的统计的二阶双尺度分析方法

提出了一种统计的二阶双尺度分析方法预测颗粒非一致随机分布复合材料结构的热传导性能。首先给出了非一致随机分布复合材料的表征方法;接着针对这种材料的稳态热传导问题用构造性方法给出了温度解的双尺度渐近展开公式,提出了预测热传导参数的方法。最后给出了数值算例,通过与试验结果的比较和对数据的合理性分析,验证了本文方法的可行性。

非一致随机分布复合材料力学参数预测的统计二阶双尺度方法

通过建立统计的二阶双尺度计算方法,预测了非一致随机分布复合材料结构的力学参数,包括刚度参数和弹性极限强度参数.所谓非一致随机分布复合材料结构,是指在整个结构中夹杂随机分布,但分布特征并不是处处相同,而是逐渐变化的,从而导致材料在宏观上具有随着位置连续变化的力学性能.描述了一致和非一致随机分布复合材料结构的特征及其细观表征方法,并建立了统计的二阶双尺度计算公式,讨论了材料的弹性极限强度准则.最后,针对不同的非一致随机分布复合材料,预测了材料的力学参数并与实验数据进行了对比.结果表明,统计的二阶双尺度方法对于预测非一致随机分布复合材料的力学参数是有效的.