超声拉伸陶瓷材料断裂机理研究

摘要：

基于非局部理论对超声振动拉伸下ZrO2增韧Al2O3(ZTA)陶瓷材料的力学特性进行了研究,建立了超声振动拉伸下的非局部本构模型.通过数值模拟,研究了晶粒间距、超声振幅、频率等内外部特征变量对非局部核函数的影响规律,振幅、频率对核函数的影响均呈现下开口抛物线性形状,对核函数的影响存在一个临界值.通过超声单轴拉伸试验,对理论推导的核函数影响规律进行验证.在超声单轴拉伸实验下通过观察陶瓷断口SEM形貌,分析了裂纹扩展规律及断口微观结构的变化特征,获得了超声振幅和频率对陶瓷材料微观结构的影响规律.结果表明超声振动改变了材料的断裂方式和微观组织结构,断裂应力随着振幅和频率的增大而减小而后增大,试验得出了与非局部理论一致的结论.证实了超声振动对裂纹扩展起到了促进作用.

关键词：非局部理论、裂纹扩展、超声振动、拉伸断裂、ZTA陶瓷

所属期刊栏目：43

分类号：TB124(工程基础科学)

资助基金：国家自然学科基金51175153;国家高技术研究发展计划863计划2013AA040103

在线出版日期：2016-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2132-2137,2148