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

来源期刊：复合材料学报2019年第6期

论文作者：信振洋 苗文成 王悦 陈华辉

文章页码：1471 - 1479

关键词：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;

摘    要：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。