纳米碳管增强陶瓷基复合材料热残余应力分析

编号：CPJS05616

篇名：纳米碳管增强陶瓷基复合材料热残余应力分析

作者：浦毅杰[1] ;宋瑞兰[2] ;罗冬梅[2]

关键词： 纳米碳管 陶瓷基体 复合材料 有限元分析 热残余应力

机构： [1]华南理工大学土木与交通学院,广东广州510006; [2]佛山科学技术学院土木工程系,广东佛山528000

摘要： 针对纳米碳管与陶瓷材料热膨胀系数的差异导致的热失配问题,采用复合材料细观力学方法,利用有限元分析软件ANSYS建立了不同长径比的纳米碳管增强陶瓷基复合材料模型,模拟降温冷却过程中纳米碳管的性质对纳米碳管增强陶瓷基复合材料热残余应力变化特征的影响;利用轴对称体弹性力学理论导出纳米碳管贯穿陶瓷基体时纳米碳管增强复合材料的热残余应力解析式,所得结果与数值模拟结果一致,证明数值模拟方法的可靠性.研究表明：纳米碳管的弹性模量、热膨胀系数、体积分数、长径比和温度差等因素的变化对复合材料热残余应力有不同程度的影响.