SiCf/TC17复合材料残余应力及界面力学性能研究

摘要：

采用基体涂层法制备出SiC连续纤维增强钛基(SiCf/Ti)复合材料,通过纤维顶出试验和有限元模拟研究复合材料的热残余应力分布特征与界面力学性能的影响因素.SiCf/TC17复合材料中SiC纤维呈近似六方排布,均匀分布在钛合金基体中.根据单纤维顶出试验的载荷-位移曲线计算出SiCf/TC17复合材料的平均界面剪切强度和摩擦应力分别为49 MPa和34 MPa.有限元模拟结果表明,随SiCf/TC17复合材料中热残余应力的增加,顶出试验的摩擦力显著增加,而界面脱粘力先降后升;随摩擦系数的增加,脱粘力和摩擦力都增加;随本征界面剪切强度增加,脱粘力增加而摩擦力不变.结合顶出试验和有限元模拟结果,确定SiCf/TC17复合材料的界面摩擦系数和本征界面剪切强度分别为0.17和390 MPa.单纤维顶出试验中,SiCf/TC17复合材料在C涂层和反应层之间脱粘,顶出载荷在界面产生的剪切应力与支撑端的剪切残余应力方向一致,导致界面脱粘首先发生在支撑端,而后脱粘区域沿着纤维/基体界面向加载端扩展,当载荷-位移曲线达到最大值时界面完全脱粘.

关键词：SiC纤维、Ti基复合材料、残余应力、界面剪切强度、有限元

所属期刊栏目：48

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：国家科技重大专项;先进复合材料重点实验室开放基金项目

在线出版日期：2024-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：822-832