Modelowanie naprężeń własnych w rzeczywistych strukturach kompozytów MMC

• Autorzy: Golański D.
• Konferencja: Zaawansowane Techniki Spajania Tworzyw Konstrukcyjnych (1; Sympozjum Naukowe Zakładu Inżynierii Spajania)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pomiary naprężeń w kompozytach, a w szczególności na granicy osnowa-wzmocnienie są trudne do wykonania, przez co szeroko rozwinęły się metody analityczne wykorzystujące techniki komputerowe. Zastosowana komputerowa technika modelowania oparta na digitalizacji struktury kompozytu i metodzie elementów skończonych umożliwia analizę dowolnych struktur kompozytowych. Wprowadzenie rzeczywistych obrazów struktur do analizy pełniej oddaje złożony charakter stanu naprężeń własnych, a jednocześnie umożliwia ich analizę w układach typu MMC o złożonym kształcie wzmocnień. W pracy przedstawiono wyniki symulacji komputerowej naprężeń własnych w kompozytach metalicznych z ceramicznym wzmocnieniem (MMC). Określono stan naprężeń własnych w modelach komputerowych odzwierciedlających rzeczywistą strukturę kompozytów MMC ze wzmocnieniami w postaci cząstek TiC, oraz osnowy Ni, Co, Al o 20% udziale fazy ceramIcznej w osnowie. Obliczenia wykazały występowanie znacznych naprężeń ściskających we wzmocnieniach ceramicznych oraz dużą koncentrację naprężeń na granicy wzmocnienie-osnowa.

EN

The measurements of stress state in composite materiaIs, specifically at the matrix-inclusion interface are difficult to perform, thus the analytical and computer method are have been developed. The computer method based on the digitalization of a composite microstructure and the finite element method has been used for the purpose to analyze the stress state in a real composite microstructure. The implementation of a composite microstructure image into the stress analysis allows to receive wider information about the complex character of the residual stress state as well as allows to analyze MMC composites with true inclusion shapes. This paper presents the results of computer simulation ofthe residual stress state in MMC (TiC+Ni, TiC+Co, TiC+AI) composites taking into account the real composite microstructure. The calculations revealed the existence of substantial compressive stresses within the ceramic inclusions and high stres s concentration at the inclusion-matrix interface.

Słowa kluczowe

PL

naprężenia własne; kompozyty MMC; analiza numeryczna MES

EN

residual stress; MMC composites; FEM numerical analysis

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2006
• Tom: z. 215
• Strony: 71--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr., schem.

Twórcy

autor

Golański D.

• Zakład Inżynierii Spajania Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Clyne T. W. Withers J.:, An Introduction to Metal Matrix Composites, Cambridge University Press 1993.
• [2] Golański D.: Analiza naprężeń własnych w układzie lokalnym struktury kompozytu o osnowie metalicznej wzmacnianej fazą ceramiczną. PW, Warszawa 1998.
• [3] Kapuściński J., Puciłowski K., Wojciechowski S.: Kompozyty: podstawy projektowania i wytwarzania. WPW, Warszawa 1993.
• [4] Akselsen O. M.: Review. Advances in brazing of ceramics. Journal of Materials Science
• [5] Taya M. Arsenault:, Metal Matrix Composites - Thermomechanical Behaviour, Pergamon Press 1989.
• [6] Metcalfe G.: Composite Materials, Vol. 1, Interfaces in Metal Matrix Composites, Academic Press, New York, London 1975.