含损伤共晶体和相变粒子复相陶瓷的断裂韧性
对于共晶基复相陶瓷，存在棒状共晶体的裂纹桥接、拔出及应力诱发相变增韧机制，使复相陶瓷得以明显韧化，但在加载过程中，共晶体内部会出现损伤.本文首先基于含同向平行纤维共晶体的显微结构定义损伤变量，根据最大线应变理论确定加载函数，分析共晶体刚度的衰减特性，确定损伤变量达到最大值时损伤棒状共晶体的临界断裂应力.然后分析裂纹表面处的损伤棒状共晶体桥联力使裂纹产生闭合效应，减小裂纹尖端的应力集中，并依据损伤棒状共晶体拔出过程中摩擦力做功，分别建立桥联增韧机制和拔出增韧机制.依据应力诱发相变增韧机理，定义抛物线型的相变屈服函数，基于塑性势函数表达式得到相变塑性应变增量，分析相变粒子对I-II 混合型裂纹的屏蔽作用.最后，综合考虑损伤共晶体的桥联增韧、拔出增韧和应力诱发相变增韧作用，对含损伤共晶体和相变粒子复相陶瓷的断裂韧性进行了预报.结果表明，复相陶瓷的断裂韧性与共晶体长径比密切相关：当共晶体长径比等于0.3 时，复相陶瓷的断裂韧性最小；当共晶体的长径比等于14 时，复相陶瓷的断裂韧性最大，共晶体内部损伤扩大了断裂韧性递增的变化范围.由于共晶基复相陶瓷内相变粒子的含量较少，所以其对断裂韧性的影响较小.
损伤棒状共晶体 相变粒子 临界断裂应力 桥联增韧机制 拔出增韧机制 应力诱发相变增韧机制 断裂韧性
倪新华 刘协权 陈诚 付云伟
军械工程学院基础部,石家庄,050003
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2012-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）