矿物复合材料中尺度建模/模拟/优化

发布时间：2025-05-04 17:56

　　矿物复合材料是以改性环氧树脂为胶结料,矿物颗粒为骨料颗粒,并添加填料而形成的一种新型复合材料。矿物复合材料具有较好的振动阻尼性能、较低的热膨胀率以及热传导速度,以其代替传统的铸铁、铸钢等材料作为精密机床构件,可以在很大程度上提高机床的加工精度。但矿物复合材料也存在着力学性能不足等缺陷,制约着其应用的广泛性。影响矿物复合材料力学性能以及热学性能的因素包括：骨料颗粒级配、骨料颗粒及胶结料的物理性能等。因此,采用适当的骨料级配,选取物理性能较好的骨料颗粒以及胶结料,可以有效地改善矿物复合材料的性能。本文根据瓦拉文算法,推导出富勒级配、沙氏级配以及离散型级配的2D等效公式。根据不同级配方法下骨料颗粒的3D质量分布曲线,通过相应的2D等效公式,转换为2D截面积分布曲线,并依此编写矿物复合材料骨料颗粒随机投放的MATLAB程序,同时采用多边形径向延缩方法随机生成各尺寸的骨料颗粒形状,从而生成不同级配方法的矿物复合材料的2D中尺度模型。使用LS-DYNA有限元软件,模拟分析了富勒级配、沙氏级配等级配的矿物复合材料的力学性能、热膨胀性能以及热传导性能,分析了不同级配方法对矿物复合材料性能的影响,得到了综...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．７矿物复合材料模型网格划分??２．７本章小结??

对骨料颗粒和基体进行网格划分，并获取网格的节点和单元信息；最后将骨料颗??粒和基体的网格节点及单元信息分别１＾指定的文件形式输出，本文是Ｋ文件的??形式输出。图２．７为矿物复合材料网格划分示意图。?’??１８??

图３．１压缩试样??

的测试标准加工处理试样。试样高为（２５±０．５）?ｍｍ，长宽为（１０±０．２）?ｍｍ，试??样上下两端面相互平行，与试样中屯、线垂直，且不平行度小于试样高度的０．１％。??图３．１给出了加工处理后的试样。??麵．ｉ讀过＇ｙ｜??图３．１压缩试样??３．４．２压缩试验机??本试验采....

图３．２ＣＭＴ４２０４小口式微机控制电子万能试验机??（１）采用高速ＤＳＰ平台

?宵及试验曲线。??３．４３屈服强度及弹性模量试验结果??试验时，将试样放在压缩夹具之间，如图３．３巧示，Ｗ?Ｓｒｎｍ／ｍｉｎ的速度对??试样施加均匀连续载荷，直至破坏载荷，试样断裂示意图如图３．４所示。进行多??次试验，取五个结果相近试样，得到载荷一变形曲线，如图３．５所示。?....

图3.3压缩试样放

图３．５载荷一变形曲线??压缩强度计算公式：??。。二為?。－１缩弹性模量公式：??Ｖ?作?（３－２Ｌ?ｂ－ｈ－ＡＬ??（＾上两式中：＾７。表示压缩强度（ＭＰａ）；户表示破坏载荷（Ｎ）；?６表示试（ｍｍ）；?Ａ表示试样厚度（ｍｍ）；?＆表示压缩弹性模量（ＧＰａ）；么）表示始高度（....

本文编号：4042676