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颗粒增强金属基复合材料的强化机理研究现状 被引量:35
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作者 叶想平 李英雷 +2 位作者 翁继东 蔡灵仓 刘仓理 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期28-37,共10页
本文总结了较低颗粒体积分数(≤14%)的颗粒增强金属基复合材料中主要存在的Orowan强化应力、位错强化应力、颗粒承载强化应力和其他强化应力的理论研究现状,以及各项强化应力之间的耦合关系。得出以下结论:(1)降低颗粒尺寸、提高颗粒体... 本文总结了较低颗粒体积分数(≤14%)的颗粒增强金属基复合材料中主要存在的Orowan强化应力、位错强化应力、颗粒承载强化应力和其他强化应力的理论研究现状,以及各项强化应力之间的耦合关系。得出以下结论:(1)降低颗粒尺寸、提高颗粒体积分数和提高颗粒分布均匀性能够同时提高Orowan强化应力和位错强化应力,提高颗粒体积分数还能够提高颗粒承载强化应力;(2)采用微观非均匀分布的颗粒包围金属基体的材料设计方法,通过提高颗粒承载强化应力和提供塑性形变区,能够进一步提高复合材料屈服强度和延展性;(3)晶界强化效应和晶格摩擦应力对复合材料屈服强度也有贡献,但较少通过增强这两项强化效应提高复合材料屈服强度,通常可忽略复合材料中的固溶强化效应;(4)各项强化应力的耦合关系存在线性叠加、乘积叠加和均方根叠加3种形式。线性叠加和乘积叠加适用于纳米颗粒增强金属基复合材料,其中乘积叠加关系应用效果更好;均方根叠加主要应用于微米级颗粒增强金属基复合材料。 展开更多
关键词 颗粒增强金属基复合材料 强化机理 Orowan强化 位错强化 颗粒承载强化
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喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术的发展 被引量:21
2
作者 杨滨 王锋 +2 位作者 黄赞军 段先进 张济山 《材料导报》 EI CAS CSCD 2001年第3期4-6,共3页
分析了喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术的研究现状。系统地介绍了原位反应喷射沉积成形过程中进行的各类反应。在总结国内外喷射沉积成形颗拉增强金属基复合材料制备技术优缺点的基础上,发展了熔铸-原位反应喷射沉积成形金... 分析了喷射沉积成形颗粒增强金属基复合材料制备技术的研究现状。系统地介绍了原位反应喷射沉积成形过程中进行的各类反应。在总结国内外喷射沉积成形颗拉增强金属基复合材料制备技术优缺点的基础上,发展了熔铸-原位反应喷射沉积成形金属基复合材料制备新技术。 展开更多
关键词 喷射沉积成形 颗粒增强金属基复合材料 熔铸-原位反应 制备
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颗粒增强金属基复合材料的干摩擦性能与磨损机理 被引量:41
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作者 湛永钟 张国定 蔡宏伟 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期748-752,共5页
颗粒增强金属基复合材料 (PMMCs)具有优良的耐磨性 ,在摩擦磨损领域有着广阔的应用前景。本文评述了近年来关于PMMCs干摩擦磨损行为的研究结果 ,从材料因素和外部条件两个角度分析了各种因素对材料耐磨性、摩擦系数和配偶件磨损的影响 ... 颗粒增强金属基复合材料 (PMMCs)具有优良的耐磨性 ,在摩擦磨损领域有着广阔的应用前景。本文评述了近年来关于PMMCs干摩擦磨损行为的研究结果 ,从材料因素和外部条件两个角度分析了各种因素对材料耐磨性、摩擦系数和配偶件磨损的影响 ,总结了不同条件下复合材料的磨损机制 。 展开更多
关键词 颗粒增强金属基复合材料 干摩擦性能 磨损机理 PMMC5 比强度 比刚度 力学性能 耐磨性
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原位结晶法制备自生颗粒增强金属基复合材料的研究进展 被引量:4
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作者 李赤枫 王俊 +2 位作者 李克 疏达 孙宝德 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第10期65-67,共3页
原位结晶法制备的自生颗粒增强金属基复合材料因其增强体尺寸、形态与分布方式便于人工控制的特点而备受重视。对现有原位结晶法所用基体合金与增强体的选择进行了总结,并对多种增强体分布控制技术进行了系统的对比研究,认为该方法是实... 原位结晶法制备的自生颗粒增强金属基复合材料因其增强体尺寸、形态与分布方式便于人工控制的特点而备受重视。对现有原位结晶法所用基体合金与增强体的选择进行了总结,并对多种增强体分布控制技术进行了系统的对比研究,认为该方法是实现“可设计材料”的重要研究思路之一,并在此基础上对该方法的进一步开发与研究进行了展望。 展开更多
关键词 原位结晶法 自生颗粒增强金属基复合材料 轻合金 形态控制
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颗粒增强金属基复合材料微屈服行为的细观力学计算 被引量:6
5
作者 吴晶 李文芳 蒙继龙 《材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期21-25,共5页
本文采用细观力学模型 ,计算了颗粒增强金属基复合材料的微屈服行为规律。计算模型是以有限元法、应力二阶矩的割线模量法、Eshelby等有效夹杂方法和双夹杂模型等为基础。计算结果表明在基体材料的微屈服规律符合Brown Lukens线性规律... 本文采用细观力学模型 ,计算了颗粒增强金属基复合材料的微屈服行为规律。计算模型是以有限元法、应力二阶矩的割线模量法、Eshelby等有效夹杂方法和双夹杂模型等为基础。计算结果表明在基体材料的微屈服规律符合Brown Lukens线性规律的情况下 ,颗粒增强金属基复合材料的σ 〈εp〉1 2 关系也近似呈线性符合Brown Lukens规律。同时计算了增强体颗粒的含量、热残余应力和位错密度等多方面因素对复合材料微屈服规律的影响。 展开更多
关键词 颗粒增强金属基复合材料 微屈服行为 细观力学 计算 MMC 有限元 应力二阶矩
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界面对颗粒增强金属基复合材料强化性能的影响 被引量:10
6
作者 张鹏 李付国 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期192-198,共7页
为提高颗粒增强金属基复合材料的力学性能,采用基于微观组织的胞元模型建模方法,并利用有限元软件ABAQUS着重分析了界面层厚度以及界面层强度对复合材料性能的影响,通过对复合材料中各组成部分的应力、应变云图的获取,形象地说明了各部... 为提高颗粒增强金属基复合材料的力学性能,采用基于微观组织的胞元模型建模方法,并利用有限元软件ABAQUS着重分析了界面层厚度以及界面层强度对复合材料性能的影响,通过对复合材料中各组成部分的应力、应变云图的获取,形象地说明了各部分的变形规律.研究结果表明,在弱界面层下,随着界面层厚度的增加,复合材料的强化效果并不显著,而在强界面层下,随着界面层厚度的增加,强化效果非常明显;就界面层强度来说,界面越强,所表现出的强化效果就越明显,但当界面层强度比基体大得多时,随着界面层强度的增加,虽然复合材料的强化呈递增趋势,但是递增的幅度已逐渐降低. 展开更多
关键词 颗粒增强金属基复合材料 界面层 强化 胞元模型
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颗粒增强金属基复合材料疲劳研究进展 被引量:7
7
作者 邹利华 樊建中 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期19-24,共6页
对近年来颗粒增强金属基复合材料的疲劳研究进行了总结,从疲劳裂纹萌生及疲劳裂纹扩展方面讨论了其疲劳行为及机理,总结了增强颗粒特性、基体特性对其疲劳性能的影响,展望了颗粒增强金属基复合材料疲劳研究的发展前景。
关键词 颗粒增强金属基复合材料 疲劳 疲劳裂纹萌生 疲劳裂纹扩展 增强颗粒 基体
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颗粒增强金属基复合材料的加工现状 被引量:6
8
作者 郑建新 刘传绍 +2 位作者 赵波 焦锋 高国富 《焦作工学院学报》 2003年第2期121-124,共4页
颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)具有优良的综合物理机械性能,属于难加工材料之一,也是国内外切削领域研究的重点.目前该类材料的加工方法主要采用普通切削加工和非常规机械加工两大类.本文主要介绍PRMMCs加工技术的进展,不同加工方法... 颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)具有优良的综合物理机械性能,属于难加工材料之一,也是国内外切削领域研究的重点.目前该类材料的加工方法主要采用普通切削加工和非常规机械加工两大类.本文主要介绍PRMMCs加工技术的进展,不同加工方法的适应性及其亟待研究解决的问题,以期对该领域的课题研究与成果应用提供参考. 展开更多
关键词 颗粒增强金属基复合材料 加工方法 PRMMCs加工技术 普通切削加工 非常规机械加工
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颗粒增强金属基复合材料的制备及应用 被引量:11
9
作者 张元好 曾大新 《湖北汽车工业学院学报》 2002年第4期24-28,共5页
本文主要综述了颗粒增强金属基复合材料发展所采用的主要制备工艺、增强体材料和基体材料以及主要研究成果和面临的主要问题,并介绍了金属基复合材料在汽车工业中的应用。
关键词 颗粒增强金属基复合材料 应用 汽车工业
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纳米颗粒增强金属基复合材料微结构有限元模型研究 被引量:7
10
作者 李宇罡 王斐霏 +2 位作者 李险峰 王浩伟 苏跃增 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第14期134-138,143,共6页
综合运用图像处理、几何建模、有限元网格剖分等技术,改进了一种基于SEM照片建立颗粒增强金属基复合材料二维微结构有限元模型的方法,使其能够充分适用于纳米级颗粒增强金属基复合材料。利用改进后的方法建立了原位自生纳米TiB2颗粒增强... 综合运用图像处理、几何建模、有限元网格剖分等技术,改进了一种基于SEM照片建立颗粒增强金属基复合材料二维微结构有限元模型的方法,使其能够充分适用于纳米级颗粒增强金属基复合材料。利用改进后的方法建立了原位自生纳米TiB2颗粒增强A356复合材料的微结构有限元模型,并用该模型进行了TiB2/A356复合材料室温单轴拉伸模拟。结果表明,模拟数据与实验数据贴合性较好,误差较小。 展开更多
关键词 图像处理 几何建模 纳米颗粒增强金属基复合材料 微结构有限元模型
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颗粒增强金属基复合材料的研究进展 被引量:34
11
作者 张淑英 孟繁琴 +1 位作者 陈玉勇 李庆春 《材料导报》 EI CAS CSCD 1996年第2期66-71,共6页
介绍了关于金属基体、增强相的选择以及与基体—增强相界面有关的问题。综述了国内外颗粒增强金属基复合材料的制取工艺、相应性能和应用前景;并对今后的研究方向作了探讨。
关键词 颗粒增强 金属基 复合材料
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高能超声在制备颗粒增强金属基复合材料中的作用 被引量:32
12
作者 王俊 陈锋 孙宝德 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期813-816,共4页
采用高能超声处理方法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC/ZA22基复合材料.对复合材料制备过程中高能超声的作用机理、有效作用范围进行了分析.结果表明,在试验所用高能超声处理条件下(20kHz,1kW),熔液中能... 采用高能超声处理方法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC/ZA22基复合材料.对复合材料制备过程中高能超声的作用机理、有效作用范围进行了分析.结果表明,在试验所用高能超声处理条件下(20kHz,1kW),熔液中能造成瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有较高速度和加速度的声流效应的协同作用,是高能超声处理技术在制备颗粒增强金属基复合材料时改善增强颗粒与基体合金润湿性,并使颗粒在合金中弥散分布的原因.而高能超声在熔体中有限的有效作用区域,要求利用该技术制备复合材料时。 展开更多
关键词 金属基复合材料 高能超声 空化 声流 颗粒增强
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颗粒增强金属基复合材料挤压性能的研究 被引量:6
13
作者 程羽 郭成 +1 位作者 贾玉玺 陈金德 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第7期105-109,共5页
研究了挤压变形对颗粒增强铝基复合材料微观组织的影响和挤压成形的力能变化规律.结果表明,该材料挤压载荷随行程呈阶段性变化特征,温度每升高40℃,单位挤压力降低大约40~60MPa.挤压变形有助于细化增强体颗粒体积,促进... 研究了挤压变形对颗粒增强铝基复合材料微观组织的影响和挤压成形的力能变化规律.结果表明,该材料挤压载荷随行程呈阶段性变化特征,温度每升高40℃,单位挤压力降低大约40~60MPa.挤压变形有助于细化增强体颗粒体积,促进颗粒分布均匀化.经热挤压后,颗粒沿挤压方向呈定向分布。 展开更多
关键词 损伤 金属基复合材料 挤压性能 颗粒增强
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颗粒增强金属基复合材料界面结合强度的表征:理论模型、有限元模拟和实验测试 被引量:9
14
作者 邱博 邢书明 董琦 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期862-870,共9页
金属基复合材料的综合性能优异,应用领域广泛,在这类材料中,增强相与基体之间的界面结合情况是影响材料性能的关键因素之一,而界面结合强度是衡量界面结合情况最重要的定量化指标。到目前为止,研究者们已经提出了许多测量复合材料界面... 金属基复合材料的综合性能优异,应用领域广泛,在这类材料中,增强相与基体之间的界面结合情况是影响材料性能的关键因素之一,而界面结合强度是衡量界面结合情况最重要的定量化指标。到目前为止,研究者们已经提出了许多测量复合材料界面强度的方法,包括早期就已经提出并一直沿用的微观力学测试方法,如单纤维拉出法、单纤维断裂法和微粘结测试法等,以及以材料宏观性能来评价界面应力状态的宏观实验方法,如横向弯曲实验、横向拉伸实验以及导槽剪切实验等。根据测量过程是否需要对界面进行破坏又可以分为声发射技术、声显微技术、拉曼光谱等技术的非破坏性方法以及一些需要破坏界面从而达到测量目的的破坏性方法。虽然诸多学者对复合材料界面结合强度的测量与表征做了大量的研究工作并取得了重大进展,但这些测试方法基本上都是基于纤维增强金属复合材料的成果,对于颇有前景的颗粒增强金属复合材料而言,这些测试手段却因颗粒增强相在形状和尺度上的特殊性而难以奏效,从而造成定量表征颗粒增强金属基复合材料界面结合强度相关研究的发展较为缓慢。为了解决颗粒增强相与金属基体界面强度难以测量的问题,许多研究者在建立理论模型的基础上通过有限元模拟的方法来表征界面的结合强度。这种方法可以用来预测颗粒增强金属基复合材料的界面结合强度,具有一定的指导意义,但是计算机模拟的方法在建模及计算过程中很大程度上对颗粒增强相的形状、分布状态以及界面的形变方式进行了简化处理,导致其结果与实际情况往往存在一定的误差。在这种情况下,研究者们开始寻求通过实验测试的方法来定量表征颗粒与金属基体之间的界面结合强度,也就是通过测量界面处的剪切强度或拉伸强度来表征界面的结合强度。本文针对颗粒增强金属基复合材料,归纳了国内外研究者们基于不同原理对界面结合强度进行研究和预测的理论模型,论述了对界面结合强度进行定量表征的有限元模拟测试法以及实验测试法,以期在一定程度上为界面设计与结合强度控制提供参考。 展开更多
关键词 金属基复合材料 颗粒增强 界面 结合强度
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硬脆颗粒增强金属基复合材料切削区的变形 被引量:12
15
作者 全燕鸣 周泽华 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期27-32,共6页
在切削力作用下硬脆颗粒增强金属基复合材料内部应力分布不均匀,基体发生弹性变形—塑性变形,增强颗粒发生弹性变形并可能破碎,然后基体夹裹颗粒协调变形并流动.在成屑的层积阶段剪切变形区和层积区中易生裂纹,其后裂纹在切削层中... 在切削力作用下硬脆颗粒增强金属基复合材料内部应力分布不均匀,基体发生弹性变形—塑性变形,增强颗粒发生弹性变形并可能破碎,然后基体夹裹颗粒协调变形并流动.在成屑的层积阶段剪切变形区和层积区中易生裂纹,其后裂纹在切削层中可能沿基体—增强颗粒结合界面扩展、颗粒穿晶解理或破碎、绕过颗粒只在基体中扩展.复合材料的组织和性能,尤其增强颗粒的含量、粒度和与基体的界面结合强度是影响其切削变形的主要因素. 展开更多
关键词 增强颗粒 切削 变形 裂纹 金属基复合材料
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喷射共沉积颗粒增强金属基复合材料的研究现状与进展 被引量:5
16
作者 贺毅强 周海生 +1 位作者 李俊杰 冯立超 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期338-344,320,共8页
作为一种综合了铸造与粉末冶金优点制备近成形颗粒增强金属基复合材料的方法,喷射共沉积技术及其应用受到了广泛的关注。本文综述了喷射沉积颗粒增强金属基复合材料的发展现状;介绍了喷射共沉积技术的原理;讨论了喷射共沉积过程中金属... 作为一种综合了铸造与粉末冶金优点制备近成形颗粒增强金属基复合材料的方法,喷射共沉积技术及其应用受到了广泛的关注。本文综述了喷射沉积颗粒增强金属基复合材料的发展现状;介绍了喷射共沉积技术的原理;讨论了喷射共沉积过程中金属液体对增强相的捕获机理和凝固前沿对颗粒的捕获问题;介绍了喷射沉积颗粒增强金属基复合材料的装置及工艺参数的控制;着重介绍了喷射沉积材料的组织性能及致密化工艺,提出通过旋球同步预致密后再分别进行往复镦-挤和等径角挤压实现沉积坯的大塑性变形达到完全致密与冶金结合;指出了喷射沉积金属基复合材料将向组织均匀化、韧性化、完全致密化方向发展。 展开更多
关键词 喷射共沉积 金属基复合材料 增强颗粒 致密化
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颗粒增强金属基复合材料力学行为有限元模拟研究现状 被引量:20
17
作者 邵军超 刘越 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期111-115,共5页
从细观尺度和宏观尺度两个方面分析总结了国内外颗粒增强金属基复合材料有限元模拟研究现状。介绍了基于几何建模的周期性单胞模型、基于实际微观结构的有限元模型及宏观尺度模拟几个方面的内容,并对目前该领域存在的问题及今后的研究... 从细观尺度和宏观尺度两个方面分析总结了国内外颗粒增强金属基复合材料有限元模拟研究现状。介绍了基于几何建模的周期性单胞模型、基于实际微观结构的有限元模型及宏观尺度模拟几个方面的内容,并对目前该领域存在的问题及今后的研究方向进行了分析总结。 展开更多
关键词 颗粒增强 金属基复合材料 有限元 力学行为
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随机源对颗粒增强金属基复合材料力学性能影响的多尺度分析及实验验证
18
作者 锁永永 王翔 +3 位作者 王波 王全兆 倪丁瑞 贾普荣 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期157-164,共8页
20%(体积分数)SiC_(p)/2009Al复合材料的准静态拉伸实验结果表明,其失效应变等力学参数具有明显的分散性。采用多尺度有限元的方法研究了两类随机源对20%SiC_(p)/2009Al宏观力学性能的影响。通过对一系列含随机源的细观多颗粒代表体积... 20%(体积分数)SiC_(p)/2009Al复合材料的准静态拉伸实验结果表明,其失效应变等力学参数具有明显的分散性。采用多尺度有限元的方法研究了两类随机源对20%SiC_(p)/2009Al宏观力学性能的影响。通过对一系列含随机源的细观多颗粒代表体积单元模型进行准静态拉伸模拟,得到了材料失效应变和断裂能各自的随机分布特征及两者之间的相关性特征,然后结合宏观试样模型,实现了实际材料内不同区域材料性能随机性的表征。研究表明,宏观有限元结果与实验数据的吻合性较好,且由于考虑了随机源的影响,宏观有限元结果还能够很好地模拟失效应变等的分散性特征。 展开更多
关键词 颗粒增强金属基复合材料 随机源 材料随机性 多尺度有限元
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有界面脱粘时颗粒增强金属基复合材料的弹塑性性能分析 被引量:5
19
作者 姜芳 宁建国 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期366-369,373,共5页
基于Mori-Tanaka理论和Eshelby等效夹杂理论,假定基体和增强相界面结合完好,推导出在力的边界条件下两相复合材料各组成相的应力、应变以及复合材料的体平均应变和应力,并考虑了基体和增强颗粒热膨胀系数引起的热应变以及各相塑性应变... 基于Mori-Tanaka理论和Eshelby等效夹杂理论,假定基体和增强相界面结合完好,推导出在力的边界条件下两相复合材料各组成相的应力、应变以及复合材料的体平均应变和应力,并考虑了基体和增强颗粒热膨胀系数引起的热应变以及各相塑性应变的影响。在此基础上,假定基体和复合材料均为各向同性材料,颗粒仅产生弹性变形,基体产生弹塑性变形且满足Mises屈服准则和等向强化准则,由颗粒所受的拉应力控制界面的脱粘,脱粘概率由Weibull分布函数来描述,脱粘后的颗粒等效为孔洞,采用割线模量法讨论了球形颗粒增强金属基复合材料有界面脱粘时的弹塑性性能,理论预测与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 颗粒增强 金属基复合材料 界面脱粘 弹塑性性能
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颗粒增强金属基复合材料强化理论模型研究与发展 被引量:4
20
作者 向兆兵 聂俊辉 樊建中 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第19期1-4,共4页
简要介绍了等效夹杂、平均应力场以及应变梯度塑性理论等几种常用颗粒增强金属基复合材料强化理论模型的发展情况,总结了国内外学者对各强化理论模型的修正情况,讨论了各强化理论模型的优缺点以及适用性,提出了颗粒增强金属基复合材料... 简要介绍了等效夹杂、平均应力场以及应变梯度塑性理论等几种常用颗粒增强金属基复合材料强化理论模型的发展情况,总结了国内外学者对各强化理论模型的修正情况,讨论了各强化理论模型的优缺点以及适用性,提出了颗粒增强金属基复合材料强化理论模型的发展方向。 展开更多
关键词 金属基复合材料 强化理论模型 颗粒强化 等效夹杂
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