2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、隨著時(shí)代的發(fā)展,社會(huì)各方面對(duì)高性能材料的需求越來(lái)越廣泛,單純的金屬或合金在很多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)無(wú)法滿足力學(xué)性能方面的要求。由于擁有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫和耐腐蝕性能,非連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。復(fù)合材料由增強(qiáng)體和基體組成,增強(qiáng)體和基體的不同含量、形貌、分布等都會(huì)對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能產(chǎn)生很大影響。為了能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬來(lái)計(jì)算現(xiàn)有復(fù)合材料的力學(xué)性能,并為將來(lái)預(yù)測(cè)不同增強(qiáng)體含量、形貌、分布的復(fù)合材料的力學(xué)性能,本文研究了一種新

2、的三維隨機(jī)有限元模型,可以用來(lái)模擬混雜增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能。并以(TiB+TiC)/Ti6242 鈦合金基混雜增強(qiáng)復(fù)合材料為例,做了如下研究: 1. 研究了混雜增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系,根據(jù)其微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并基于隨機(jī)序列吸附(RSA)方法,提出了短纖維和顆?;祀s增強(qiáng)的三維隨機(jī)有限元模型。該模型通過(guò)Visual C++編寫程序?qū)崿F(xiàn),可以直接導(dǎo)入通用有限元軟件生成位置及取向隨機(jī)分布的多纖維多顆粒的代表體積單胞模型;同

3、時(shí)可以根據(jù)模擬的不同的復(fù)合材料,對(duì)短纖維和顆粒增強(qiáng)體的含量,及短纖維增強(qiáng)體的長(zhǎng)徑比,取向分布規(guī)律等進(jìn)行任意調(diào)整,可適合各種不同的混雜增強(qiáng)或單獨(dú)增強(qiáng)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的模擬。 2. 利用上述模型,對(duì)原位合成TiB 纖維和TiC 顆?;祀s增強(qiáng)的鈦合金基復(fù)合材料(TiB+TiC)/Ti6242 進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)增強(qiáng)體體積含量為8%,纖維狀增強(qiáng)體按標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的模型模擬加載,并對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果,證明該模型對(duì)混雜增強(qiáng)的復(fù)合材料的模擬較為精

4、確,計(jì)算得復(fù)合材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度同拉伸實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果一致。同時(shí),模擬結(jié)果表明,在纖維狀增強(qiáng)體中,平行于加載方向的增強(qiáng)體承載了最大的應(yīng)力,而與加載方向約呈45 度角的增強(qiáng)體承受的應(yīng)力最??;顆粒狀增強(qiáng)體承受的應(yīng)力相比平行于加載方向的纖維狀增強(qiáng)體要小很多;基體中應(yīng)力在加載方向上靠很近的增強(qiáng)體之間較高。 3. 模擬了不同增強(qiáng)體含量(3%和8%)對(duì)復(fù)合材料整體力學(xué)性能的影響,結(jié)論同拉伸試驗(yàn)結(jié)果一致,即,增強(qiáng)體含量的增加,將使復(fù)合材料

5、的彈性模量和屈服強(qiáng)度提高,并推測(cè)其延伸率下降;同時(shí)研究了纖維狀增強(qiáng)體取向分布規(guī)律對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,分別模擬了纖維狀增強(qiáng)體按照σ=0.5、σ=1.0、σ=2.0正態(tài)隨機(jī)分布及三維均勻隨機(jī)分布的單胞模型;其中與真實(shí)(TiB+TiC)/Ti6242 復(fù)合材料形貌最接近的,按照σ=0.5正態(tài)隨機(jī)分布的單胞模型,計(jì)算得到的彈性模量和屈服強(qiáng)度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果也一致。 4. 作為對(duì)照,這里采用三種不同排布的軸對(duì)稱模型同樣模擬了增強(qiáng)體體積含量

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