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力学学报 2010
共晶基陶瓷复合材料的断裂韧性DOI: 10.6052/0459-1879-2010-4-lxxb2009-228, PP. 682-690 Keywords: 摘要,应用细观力学方法研究了由具有随机尺寸和方位的棒体共晶体构成的共晶基陶瓷复合材料的断裂韧性及其尺度效应。首先根据棒状共晶体的细观结构特性,考虑共晶体边界处的微观滑移确定共晶陶瓷复合材料的开裂应力,当外载荷达到开裂应力时,裂纹开始扩展。然后分析裂纹表面处的棒状共晶体桥联力使裂纹产生闭合效应,减小裂纹尖端的应力集中,建立棒状共晶体桥联增韧机制,再依据棒状共晶体拔出过程中摩擦力做功,建立棒状共晶体拔出增韧机制。最后在棒状共晶体的桥联与拔出增韧机制的基础上,得到了共晶基陶瓷复合材料断裂韧性的理论表达式。结果表明共晶基陶瓷复合材料的断裂韧性具有明显的尺度效应,断裂韧性不仅与棒状共晶体内纤维夹杂的直径有关,还与棒状共晶体的长径比密切相关。,棒体共晶体,纤维夹杂,开裂应力,桥联增韧机制,拔出增韧机制,断裂韧性,尺度效应 Abstract: 应用细观力学方法研究了由具有随机尺寸和方位的棒体共晶体构成的共晶基陶瓷复合材料的断裂韧性及其尺度效应。首先根据棒状共晶体的细观结构特性，考虑共晶体边界处的微观滑移确定共晶陶瓷复合材料的开裂应力，当外载荷达到开裂应力时，裂纹开始扩展。然后分析裂纹表面处的棒状共晶体桥联力使裂纹产生闭合效应，减小裂纹尖端的应力集中，建立棒状共晶体桥联增韧机制；再依据棒状共晶体拔出过程中摩擦力做功，建立棒状共晶体拔出增韧机制。最后在棒状共晶体的桥联与拔出增韧机制的基础上，得到了共晶基陶瓷复合材料断裂韧性的理论表达式。结果表明共晶基陶瓷复合材料的断裂韧性具有明显的尺度效应断裂韧性不仅与棒状共晶体内纤维夹杂的直径有关，还与棒状共晶体的长径比密切相关。关键词棒体共晶体,纤维夹杂,开裂应力,桥联增韧机制,拔出增韧机制,断裂韧性,尺度效应
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