基于PFC3D的机床床身用树脂矿物复合材料损伤性能细观研究

作者：郭润兰; 范雅琼; 王广书; 史方青; 黄华

来源：复合材料学报, 2022, 39(02): 834-844.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210420.004

• 树脂矿物复合材料
• 细观模型
• 损伤演化
• 裂纹分布
• 离散元模拟

为研究机床床身用树脂矿物复合材料在典型工况下的损伤演化过程、破坏失效形式,基于颗粒流数值模拟技术(Three-dimensional particle flow code,PFC3D),考虑级配和随机骨料形状,建立了包含骨料、界面过渡区、树脂基质、孔隙的树脂矿物复合材料四项介质离散元模型。结合机床典型工况下的受力情况,研究了树脂矿物复合材料损伤演化过程及裂纹分布规律,并从细观角度研究了裂纹萌生、扩展、贯穿的形成机制。研究结果表明:(1)树脂矿物复合材料损伤演化过程可以明显分为四个阶段;(2)骨料与树脂基质的界面过渡区首先起裂,并在与加载平行且无大骨料支撑的薄弱位置出现试件的压溃现象。该项研究为树脂矿物复合材料作为机床基础件材料的损伤性能细观研究提供参考依据。

• 单位
  兰州理工大学; 机电工程学院