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界面結(jié)合質(zhì)量的高低直接影響到金屬層狀復(fù)合材料的后續(xù)加工性能和使用壽命，因而測定復(fù)合界面的結(jié)合強(qiáng)度成為評價界面結(jié)合質(zhì)量的主要手段之一。有限元分析對結(jié)合性能評價方面主要集中在復(fù)層較薄的復(fù)合材料上，由于受傳統(tǒng)方法的局限，難以對內(nèi)部尤其是結(jié)合面上的應(yīng)力應(yīng)變的分布情況進(jìn)行分析，而有限元方法卻可以獲得復(fù)合材料各組元的應(yīng)力應(yīng)變分布，尤其是復(fù)合界面的殘余應(yīng)力，這對復(fù)合板的設(shè)計及工藝制度的優(yōu)化尤為重要。季曉鵬和X.P.Zhang同樣利用有限元軟件建立了二維彈塑性有限元模型。對層狀復(fù)合板界面發(fā)生粘合的判定條件以及界面結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行分析。另外文獻(xiàn)還通過對熱軋工藝的優(yōu)化分析，確定了多層復(fù)合板最優(yōu)軋制主要工藝參數(shù)，為確定合理的的熱軋工藝參數(shù)提供參考。劉浪飛首次通過DEFORM有限元計算的質(zhì)點(diǎn)跟蹤技術(shù)，分析討論了軋制復(fù)合結(jié)合面上新鮮金屬的分布狀況，提出了運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)跟蹤技術(shù)定量跟蹤層狀復(fù)合材料在多次變形中出現(xiàn)多次新鮮表面的歷史的方法，為定量計算界面結(jié)合強(qiáng)度提供條件。
崔學(xué)軍等采用ANSYS軟件對國家標(biāo)準(zhǔn)測定涂層剪切結(jié)合強(qiáng)度的模型進(jìn)行了力學(xué)分析，提出了一種改進(jìn)模型，通過對涂層/基體交界面上的應(yīng)力分布的分析驗證了其有效性，并且比較了基體臺階深度、涂層尺寸、不同涂層和基體材料性能對涂層基體剪切結(jié)合強(qiáng)度的影響。朱有利等人采用有限元法對一種廣為采用的涂層剪切結(jié)合強(qiáng)度測定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了力學(xué)計算，分析了試件界面剪應(yīng)力分布的不均勻性及其試驗誤差。當(dāng)涂層受到外力作用時，在交界面上同時存在剪切應(yīng)力和法向應(yīng)力的作用。祝志超等采用有限元法對國家標(biāo)準(zhǔn)中測定不銹鋼復(fù)合板剪切結(jié)合強(qiáng)度的模型進(jìn)行了力學(xué)分析，通過調(diào)整試樣尺寸等參數(shù)可以降低界面上的法向應(yīng)力，可以使測定剪切強(qiáng)度時界面上的應(yīng)力分布變得更為均勻。
文獻(xiàn)利用有限元模擬研究了拉伸載荷下復(fù)層對圓形棒狀結(jié)構(gòu)斷裂的影響，運(yùn)用ABAQUS/Explicit有限元軟件中的Gurson-Tvergaard-Needle-man損傷模型對復(fù)層延遲金屬斷裂的作用進(jìn)行了分析。其結(jié)果表明，塑性復(fù)層的應(yīng)用能夠延遲形變區(qū)空洞的形核和長大，從而增加頸縮處的形變進(jìn)而顯著提高原材料的塑性。YuichiTanaka等對爆炸復(fù)合板復(fù)層預(yù)設(shè)裂紋的板狀試樣在拉伸載荷下的變形和斷裂行為進(jìn)行分析。李龍等利用MSC.MARC2005有限元軟件中的Hill’s屈服方程并考慮材料的各向異性很好地預(yù)測了Ti合金多層復(fù)合材料的拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線。
彎曲試驗一般用來定性評價層狀材料的結(jié)合性能，由于彎曲變形不很復(fù)雜，所以很少利用有限元來純粹研究層狀復(fù)合材料的彎曲變形。Sattarifar利用有限元方法從裂紋擴(kuò)展的角度研究了復(fù)材和基材間預(yù)制缺口彎曲試樣的斷裂行為。該方法在試樣形狀、尺寸精度以及測試裝置的尺寸精度等方面還需要進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)范化工作。
隨著對層狀復(fù)合材料應(yīng)用的不斷深入，有限元模擬逐漸開始應(yīng)用于層狀復(fù)合材料的工藝性能模擬等方面。袁曉娜等采用ANSYS/LS-DYNA計算程序為分析工具，對鋸齒形雙金屬層狀復(fù)合材料成型過程進(jìn)行計算機(jī)數(shù)值模擬，提出最優(yōu)工藝參數(shù)，模擬結(jié)果證實(shí)了應(yīng)用顯式動力學(xué)彈塑性有限元法模擬雙金屬板復(fù)合成型技術(shù)的可行性。楊連發(fā)等建立了雙金屬層狀復(fù)合材料拉深成形的有限元模擬模型，用ANSYS軟件模擬了鋼/銅層狀復(fù)合材料在不同壓邊力下的拉深成形過程，探討了雙金屬層狀復(fù)合材料拉深的變形特點(diǎn)以及應(yīng)力的變化規(guī)律，得出了該雙金屬復(fù)合板拉深過程中凸緣不起皺的最小壓邊力。
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