IMECH-IR  > 非线性力学国家重点实验室
金属玻璃复合材料剪切带与断裂行为
陈军红
Thesis Advisor戴兰宏
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Subtype博士
Degree Discipline固体力学
Abstract
通过向金属玻璃中添加晶体的第二相(内生或外加)制备金属玻璃复合材料提高金属玻璃室温塑性的一种有效的方法,晶体相的存在有利于多重剪切带的形成,从而大幅度提高了金属玻璃的塑性。由于金属玻璃复合材料在具有高强度的同时还具有较高的塑性,使得其在国防、航天等领域具有潜在的应用前景。但是这种非均质材料的剪切带与断裂机理并不清楚。金属玻璃复合材料同时包含微结构与变形机理完全不同的两相,两相微损伤的演化以及相互作用决定了复合材料宏观变形与断裂,这种微损伤演化与耦合作用机理还亟待研究,为此,本文针对金属玻璃复合材料的剪切带与断裂行为,展开了系列的研究。
通过对内生枝晶金属玻璃复合材料静动态压缩实验,在基于剪切带能量耗散分析的基础上,澄清了金属玻璃复合材料组成相之间剪切带韧度不匹配,即对剪切带扩展抵抗程度不同决定了复合材料率相关的剪切带行为以及韧脆性。通过加卸载的变形“冻结”实验技术,捕捉到了W 纤维增强金属玻璃复合材料中两相微损伤起始、演化以及相互作用的物理图像,并且通过分析,认为复合材料的变形分为三个阶段:早期W 纤维屈曲,随后剪切带在基体中形成和扩展,最后基体剪切和纤维屈曲导致混合断裂。针对不同纤维体积分数的W 纤维增强金属玻璃复合材料进行了不同应变率压缩实验,系统研究了微结构和应变率对复合材料压缩断裂行为的影响。提出一种能量竞争机理,揭示了复合材料剪切带临界耗散能与劈裂能之间的竞争最终决定了金属玻璃复合材料的压缩断裂行为。进行了不同纤维体积分数的W 纤维增强金属玻璃复合材料横向动态剪切实验。提出了一种改进的Tsai-Hill 准则来表征金属玻璃复合材料横向剪切断裂行为,揭示出剪切比拉伸强度因子 决定了该种复合材料的断裂模式。对高纤维体积分数的W 纤维增强金属玻璃复合材料进行了高速穿甲侵彻实验,提出了一种新的穿甲模型,并进一步揭示出复合材料的自锐有利于穿甲,而金属玻璃基体低的Tm 不利于穿甲。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/49421
Collection非线性力学国家重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
陈军红. 金属玻璃复合材料剪切带与断裂行为[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.
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