基于微观结构的高强铝合金应力集中系数研究

来源期刊：材料科学与工艺2017年第5期

论文作者：卞贵学 陈跃良 张勇 王安东 丁文勇

文章页码：41 - 47

关键词：铝合金;Voronoi;微观结构;有限元;应力集中系数;

摘    要：为了更好地理解铝合金材料的微观力学性能,基于MATLAB编写了Voronoi算法的微观结构模拟程序,并将程序导入ABAQUS有限元软件建立铝合金晶粒模型.推导出六结点内聚线单元模型的界面单元刚度矩阵,利用内聚力模型的内聚力-位移关系描述铝合金晶粒界面间的粘着力（法向力）和摩擦力（切向力）,建立了微观晶粒结构的有限元模型.研究结果表明:单个夹杂粒子随着弹性模量的增加应力集中系数先减小再增加;相对于单个夹杂粒子,两个夹杂粒子的应力集中会增加,当d/r接近2时应力集中系数明显增加,当d/r值处在6左右时应力集中系数基本恢复到单夹杂粒子时的大小.夹杂粒子的形状、数量及分布状态对结构微观应力集中均有影响.