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摘要
借助有限元模拟仿真讨论TiB2对Al-Si-Cu系合金疲劳性能的影响规律，验证增强体空间构型分布解决颗粒增强金属基复合材料强韧性倒置问题可行性，有效提升试验效率。将TiB2颗粒不同含量以及分布特征，通过构型设计方法引入Al-Si-Cu合金材料二维几何模型中，借助计算机有限元模拟技术，探讨疲劳工况条件下TiB2颗粒对铝基复合材料应力幅值和疲劳极限分布的影响规律。结果表明，随着TiB2颗粒含量的增加，应力幅值先减小后增大。在质量分数为3%时达到最小值，相较于不添加降低12%。疲劳极限呈现出逐渐增高的趋势，在质量分数为5%时达到最大值，同比提高55.9%。随着TiB2团聚程度的增加，应力幅值总体呈现增高趋势。疲劳极限呈现逐渐降低的趋势。结合疲劳应力幅值模拟结果和疲劳极限模拟结果，推测当TiB2颗粒含量质量分数在3%时，该材料的强度、韧性、疲劳强度、抗拉强度、屈服强度达到最优状态。此结果为TiB2颗粒增强铝基复合材料的设计提供了一定的技术支持。
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单位西安工业大学; 材料与化工学院
