ZrO2增韧Al2O3颗粒增强Fe45复合材料拉伸断裂的有限元-离散元耦合方法仿真

作者：信振洋; 苗文成; 王悦; 陈华辉^*

来源：复合材料学报, 2019, 36(06): 1471-1479.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20180906.002

• 有限元-离散元耦合方法
• 颗粒增强金属复合材料
• 拉伸断裂
• 代表性体积单元
• 内聚力单元

采用有限元-离散元耦合方法(FEM-DEM方法),进行了氧化锆增韧氧化铝颗粒增强Fe45复合材料(ZrO2-Al2O3/Fe45)轴对称代表体元模型的拉伸断裂仿真分析。分析了FEM-DEM模型对单元尺寸的敏感性,结果表明采用,二阶实体单元加双零厚度内聚力单元的FEM-DEM模型降低了计算结果对单元尺寸的敏感性。ZrO2-Al2O3/Fe45复合材料拉伸断裂的模拟结果表明,颗粒形状对裂纹的扩展会产生较大影响,复合材料的开裂首先在垂直于拉力方向的界面处发生,界面裂纹扩展至基体应力集中处之后基体发生开裂,裂纹由开裂的界面和基体裂纹共同组成。

• 单位
  中国矿业大学（北京）