| 摘要 | 第4-7页 |
| Abstract | 第7-10页 |
| 1 引言 | 第15-31页 |
| 1.1 金属基复合材料的发展背景 | 第15-16页 |
| 1.2 陶瓷颗粒增强金属基复合材料 | 第16-22页 |
| 1.2.1 陶瓷颗粒增强金属基复合材料概述 | 第16-17页 |
| 1.2.2 陶瓷颗粒增强金属基复合材料的增强机制 | 第17-19页 |
| 1.2.3 陶瓷颗粒增强金属基复合材料的损伤破坏机制 | 第19-20页 |
| 1.2.4 陶瓷颗粒增强金属基复合材料的摩擦磨损机制 | 第20-22页 |
| 1.3 PRMMCs力学性能的多尺度模拟 | 第22-28页 |
| 1.3.1 PRMMCs力学性能多尺度模拟的方法和意义 | 第22-23页 |
| 1.3.2 PRMMCs宏观模拟几何结构模型的构建方法 | 第23-24页 |
| 1.3.3 颗粒参数对PRMMCs力学性能影响的宏观有限元模拟 | 第24-26页 |
| 1.3.4 PRMMCs界面性能的宏观内聚力模型模拟 | 第26页 |
| 1.3.5 PRMMCs界面性能的微观分子动力学模拟 | 第26-27页 |
| 1.3.6 微观磨损的分子动力学模拟 | 第27-28页 |
| 1.4 研究意义和主要研究内容 | 第28-31页 |
| 1.4.1 研究意义 | 第28-30页 |
| 1.4.2 主要研究内容 | 第30-31页 |
| 2 多尺度模拟的研究方法和模型设置 | 第31-41页 |
| 2.1 计算模型的简化和假设 | 第31页 |
| 2.2 有限单元法模拟复合材料的力学性能 | 第31-37页 |
| 2.2.1 随机序列吸附法建立复合材料的几何模型 | 第32-33页 |
| 2.2.2 界面的内聚力模型与牵引力-位移法则 | 第33-34页 |
| 2.2.3 高应变率下陶瓷颗粒强度的Johnson-Holmquist模型 | 第34-36页 |
| 2.2.4 低应变率下陶瓷颗粒断裂破坏的Weibull统计模型 | 第36页 |
| 2.2.5 微观缺陷导致的金属基体随机破坏的Mott分布模型 | 第36-37页 |
| 2.3 分子动力学法模拟复合材料的力学性能 | 第37-40页 |
| 2.3.1 分子动力学模拟的系综 | 第38-39页 |
| 2.3.2 原子间相互作用经验势能函数 | 第39页 |
| 2.3.3 分子动力学模拟的步骤 | 第39-40页 |
| 2.4 本章小结 | 第40-41页 |
| 3 复合材料拉伸性能的有限元模拟 | 第41-65页 |
| 3.1 基体、颗粒的物理参数及界面的本构关系 | 第41-45页 |
| 3.2 复合材料的结构几何模型、边界条件和载荷 | 第45-46页 |
| 3.3 界面与颗粒的体积分数对复合材料拉伸性能的耦合作用 | 第46-53页 |
| 3.3.1 应力-应变曲线 | 第46-47页 |
| 3.3.2 弹性模量、屈服极限、临界应变和临界应力 | 第47-50页 |
| 3.3.3 复合材料的应力分布、颗粒断裂概率和界面脱粘数量 | 第50-53页 |
| 3.4 界面与颗粒的形状对复合材料拉伸性能的耦合作用 | 第53-58页 |
| 3.4.1 应力-应变曲线 | 第53-54页 |
| 3.4.2 弹性模量、屈服极限、临界应变和临界应力 | 第54-56页 |
| 3.4.3 复合材料的应力分布 | 第56-58页 |
| 3.5 界面与颗粒的粒径对复合材料拉伸性能的耦合作用 | 第58-63页 |
| 3.5.1 应力-应变曲线 | 第58-59页 |
| 3.5.2 弹性模量、屈服极限、临界应变和临界应力 | 第59-61页 |
| 3.5.3 复合材料的应力分布 | 第61-63页 |
| 3.6 本章小结 | 第63-65页 |
| 4 复合材料冲击性能的多尺度模拟 | 第65-85页 |
| 4.1 复合材料界面拉伸和剪切性能的分子动力学模拟 | 第65-71页 |
| 4.1.1 原子间相互作用势能函数 | 第65-67页 |
| 4.1.2 复合材料界面的拉伸和剪切性能模拟过程 | 第67-69页 |
| 4.1.3 复合材料界面的拉伸和剪切性能模拟结果 | 第69-71页 |
| 4.2 复合材料冲击性能的有限单元法模拟 | 第71-79页 |
| 4.2.1 复合材料Charpy冲击试验模拟的几何模型 | 第71-72页 |
| 4.2.2 材料的物理参数和模拟细节 | 第72-75页 |
| 4.2.3 颗粒粒径对复合材料冲击吸收能量的影响 | 第75-77页 |
| 4.2.4 颗粒体积分数对复合材料冲击吸收能量的影响 | 第77-79页 |
| 4.3 复合材料冲击性能多尺度模拟结果的实验验证 | 第79-82页 |
| 4.3.1 冲击吸收能量 | 第79-80页 |
| 4.3.2 应力分布及断裂形式 | 第80-82页 |
| 4.4 本章小结 | 第82-85页 |
| 5 复合材料磨粒磨损性能的分子动力学模拟 | 第85-103页 |
| 5.1 复合材料磨粒磨损的分子动力学模拟 | 第85-88页 |
| 5.1.1 原子间相互作用势能函数 | 第85-86页 |
| 5.1.2 复合材料磨粒磨损性能的模拟 | 第86-88页 |
| 5.2 磨粒微凸体的滑动速度对复合材料磨损性能的影响 | 第88-92页 |
| 5.2.1 磨损前后原子模型、体系温度和摩擦系数 | 第88-90页 |
| 5.2.2 磨损原子数和磨损形貌 | 第90-92页 |
| 5.3 磨粒微凸体的法向载荷对复合材料磨损性能的影响 | 第92-97页 |
| 5.3.1 磨损前后原子模型、体系温度和摩擦系数 | 第93-95页 |
| 5.3.2 磨损原子数和磨损形貌 | 第95-97页 |
| 5.4 颗粒的体积分数对复合材料磨损性能的影响 | 第97-101页 |
| 5.4.1 磨损前后原子模型、体系温度和摩擦系数 | 第97-99页 |
| 5.4.2 磨损原子数和磨损形貌 | 第99-101页 |
| 5.5 本章小结 | 第101-103页 |
| 6 结论与展望 | 第103-107页 |
| 6.1 结论与创新点 | 第103-105页 |
| 6.2 展望 | 第105-107页 |
| 参考文献 | 第107-121页 |
| 致谢 | 第121-123页 |
| 作者简介 | 第123-125页 |
| 附录A | 第125-127页 |
