钛基复合材料小冲杆试验的有限元分析

朱聪聪¹，J.Mak²，W.Y.Yeung²，覃继宁¹，吕维洁¹，张荻¹

1. 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室2. 悉尼科技大学物理与先进材料系

摘 要：采用小冲杆试验方法对Ti-6Al-4V合金和原位生成体积分数为5%,10%的TiB与TiC颗粒混合增强Ti-6Al-4V基复合材料的力学性能进行了试验,采用有限元分析了试样厚度和摩擦因数等试验条件对试验结果的影响。结果表明:有限元模拟的载荷-位移曲线与小冲杆试验曲线的走向基本一致,试样承受的最大载荷对其厚度十分敏感;载荷-位移曲线对于试样的摩擦因数并不敏感;通过有限元模型中的参数计算的三种钛材料的断裂韧度J_IC和小冲杆试验总能量E_sp与等效断裂应变存在线性关系,并建立了相应的经验公式。

关键词：小冲杆试验;力学性能;有限元模拟;钛基复合材料;