李林涛
,
谭援强
,
姜胜强
,
邓熔
材料导报
采用离散元法(Discrete element method,DEM)建立C/C复合板材离散元模型,并对其进行校准.利用DEM的独特优势,能够再现C/C层合板单边切口梁实验中微裂纹生成及扩展现象.DEM模拟与实验结果吻合,验证了此C/C离散元模型的有效性,形象地再现了C/C损伤过程,同时表明了用DEM研究更为复杂的复合材料的优势.
关键词:
C/C复合材料
,
单边切口梁实验
,
离散元法
,
微裂纹
姜胜强
,
谭援强
,
聂时君
,
彭锐涛
,
杨冬民
,
李国荣
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01286
采用簇单元(Cluster)方法, 建立了碳化硅陶瓷材料预应力加工的离散元模型; 通过离散元模拟和划痕实验, 研究了预应力条件对碳化硅陶瓷材料切削时裂纹的扩展规律的影响, 观察了陶瓷材料加工表面/亚表面的裂纹损伤情况. 离散元模拟与实验结果均表明: 当预应力大小在一定范围内, 随着预应力的逐渐增大, 径向裂纹的数目逐渐减少, 横向裂纹有替代径向裂纹的趋势, 并导致材料以较小的碎片的形式被去除; 采用预应力加工能有效降低加工损伤, 提高加工表面质量, 并且进一步证明应用离散元法模拟硬脆材料的加工是可行的.
关键词:
碳化硅
,
pre-stressed machining
,
crack
,
discrete element method
,
scratching test
邹霞
,
李国荣
,
谭援强
,
姜胜强
,
郑嘹赢
,
曾江涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01071
采用离散元法动态模拟了功能陶瓷材料的压制过程, 分别分析了重力与微重力情况下, 成型后素坯的颗粒分布、应力以及孔隙率等情况. 结果显示: 在重力情况下, 不同粒径的颗粒分布不均匀, 小粒径颗粒很大一部分集中在上冲附近, 而微重力情况下, 颗粒不均匀性明显减小; 与此同时, 与微重力情况相比, 重力情况下坯体的应力分布梯度较大, 靠近上冲模及下冲模处应力比中间部位应力大, 而孔隙率分布梯度也较大.
关键词:
离散元法
,
functional ceramics
,
gradient
,
particles distribution
姜胜强
,
谭援强
,
张高峰
,
彭锐涛
机械工程材料
采用离散元法建立并校准了碳化硅陶瓷的离散元模型,建立了脆性材料的热力学模型,模拟了不同温度下的单轴压缩试验及三点弯曲试验,分析了碳化硅陶瓷在不同温度下的应力-应变曲线、力学性能参数以及单轴压缩的破坏形态.结果表明:当温度低于500 ℃时,温度场对材料的力学响应及力学性能参数基本没有影响;但随着温度的逐渐升高,材料的弹性模量逐渐降低,泊松比逐渐增大,抗压强度和抗弯强度也随之降低,材料的破坏形态由脆性断裂逐渐向塑性变形转变,且在失效过程中伴随有软化现象.
关键词:
碳化硅
,
高温力学性能
,
预测
,
离散元
邹霞
,
李国荣
,
谭援强
,
姜胜强
,
郑嘹赢
,
曾江涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01071
采用离散元法动态模拟了功能陶瓷材料的压制过程,分别分析了重力与微重力情况下,成型后素坯的颗粒分布、应力以及孔隙率等情况.结果显示:在重力情况下,不同粒径的颗粒分布不均匀,小粒径颗粒很大一部分集中在上冲附近,而微重力情况下,颗粒不均匀性明显减小;与此同时,与微重力情况相比,重力情况下坯体的应力分布梯度较大,靠近上冲模及下冲模处应力比中间部位应力大,而孔隙率分布梯度也较大.
关键词:
离散元法
,
功能陶瓷
,
梯度
,
颗粒分布
姜胜强
,
谭援强
,
聂时君
,
彭锐涛
,
杨冬民
,
李国荣
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01286
采用簇单元(Cluster)方法,建立了碳化硅陶瓷材料预应力加工的离散元模型;通过离散元模拟和划痕实验,研究了预应力条件对碳化硅陶瓷材料切削时裂纹的扩展规律的影响,观察了陶瓷材料加工表面/亚表面的裂纹损伤情况.离散元模拟与实验结果均表明:当预应力人小在一定范围内,随着预应力的逐渐增大,径向裂纹的数目逐渐减少,横向裂纹有替代径向裂纹的趋势,并导致材料以较小的碎片的形式被去除;采用预应力加工能有效降低加工损伤,提高加工表面质量,并且进一步证明应用离散元法模拟硬脆材料的加工是可行的.
关键词:
碳化硅
,
预应力加工
,
裂纹
,
离散元
,
划痕实验
李林涛
,
谭援强
,
姜胜强
材料导报
采用离散元法(DEM),用BPM(Bonded-particle model)模型分别建立并校准SiC陶瓷基体和碳纤维离散元模型,采用位移软化接触模型表征层间和纤维/基体之间的界面元损伤双线性本构关系.通过DCB试验(Double cantilever beam virtual test)和微滴脱黏试验分别对其界面强度进行收敛试验,动态地观察了塑性变形、裂纹扩展及界面脱黏过程.结果表明,位移软化接触模型可以很好地表征界面损伤过程,采用离散元法可以很好地动态模拟较复杂复合材料的损坏过程.
关键词:
C/SiC复合材料
,
界面性能
,
离散元法(DEM)
,
位移软化接触模型
,
模拟
姜胜强
,
谭援强
,
邹霞
机械工程材料
通过建立氧化铋陶瓷粉体干压成型过程的离散元模型，研究了压力、加压速度、摩擦因数等工艺参数对成型后坯体孔隙率的影响，并与干压成型试验结果进行了对比。结果表明：压力、加压速度、摩擦因数等对坯体的压实性都具有明显影响；压力越大，加压速度越小，颗粒与颗粒之间及颗粒与模具壁之间的摩擦因数越小，则成型后坯体的孔隙率越小，压实性也越好；另外，在干压成型试验中，靠近上冲头处的颗粒粒径较小且均匀，而靠近下冲头处的颗粒粒径较大；这与模拟中坯体孔隙率随高度方向的变化趋势较为吻合。
关键词:
陶瓷粉体
,
干压成型
,
孔隙率
,
离散元
