编号：CYYJ03103
篇名：短碳纤维增强铜复合材料的计算细观力学模型及力学性能
作者：何东浪 方华婵 李郁兴 李金伟
关键词： 短纤维 铜基复合材料 细观力学 有限元 内聚力单元
机构： 中南大学粉末冶金国家重点实验室
摘要： 针对粉末冶金法制备的短碳纤维增强铜复合材料(CSf/Cu),采用有限元方法建立细观力学模型,研究材料的拉伸损伤演化和断裂力学行为,并分析弱界面对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,CSf/Cu复合材料的拉伸过程可分为弹性阶段、塑性硬化阶段、起始损伤阶段和损伤演化阶段。纤维端部的应力集中造成端部界面脱黏、轴向界面的损伤演化以及纤维桥联,基体损伤及其伴随的界面损伤造成基体破坏是材料断裂的主要机制。碳纤维长度大于60μm时,纤维的轴向应力分布呈现“w”形,纤维有较强的承载能力;纤维长度为20μm时,纤维几乎没有承载能力。纤维承受载荷越高,越容易造成界面破坏,随纤维长度从20μm增加到140μm,Csf/Cu复合材料的抗拉强度从146 MPa下降到102 MPa。
