礦物復(fù)合材料壓縮性能的實驗研究及數(shù)值模擬.pdf

1、礦物復(fù)合材料是以礦物顆粒為骨料并配以改性環(huán)氧樹脂等膠結(jié)料所形成的一種新型復(fù)合材料，其制品稱為礦物鑄件。作為制造精密機床床身的理想材料，與傳統(tǒng)鑄鐵等材料相比，礦物復(fù)合材料的力學(xué)性能有所不足，因此對于礦物復(fù)合材料的研究，首要的就是要提高其力學(xué)性能，以提高其在機械行業(yè)的應(yīng)用價值。礦物復(fù)合材料的性能與內(nèi)部各基礎(chǔ)組分的性質(zhì)與含量有很大的關(guān)系，構(gòu)成復(fù)合材料的礦物顆粒骨料級配、膠結(jié)料和填料的類型與含量對成型后礦物復(fù)合材料制品的力學(xué)性能都有很大的影響。

2、因此，合理選擇骨料級配以及采用優(yōu)化的配合比，對于得到經(jīng)濟性好、性能高的制品至關(guān)重要。
　　本文通過設(shè)計不同的實驗方案，探究骨料級配、環(huán)氧樹脂膠結(jié)料含量以及填料種類與含量對礦物復(fù)合材料壓縮強度和壓縮彈性模量等力學(xué)性能的影響。得到了礦物復(fù)合材料的最佳骨料級配和合理配合比，獲得了壓縮性能優(yōu)良的礦物鑄件。
　　通過建立反映骨料級配的礦物復(fù)合材料的二維中尺度有限元隨機模型，對不同骨料級配的礦物復(fù)合材料的壓縮性能進(jìn)行了模擬，獲得與實驗測

3、試值一致的壓縮強度和壓縮彈性模量的模擬值，證明這種用于礦物復(fù)合材料壓縮性能模擬的方法具有較高的精確性。得到4種骨料級配下礦物復(fù)合材料在受壓過程中的裂紋擴展、應(yīng)力應(yīng)變云圖和應(yīng)力-應(yīng)變曲線等數(shù)據(jù)，為礦物復(fù)合材料材料的增強機理研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　借助影像測量儀的放大效應(yīng)，觀察礦物復(fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組織形貌，用于分析骨料顆粒之間與骨料表面膠砂的含量與分布狀態(tài)的差異，以及對于成型后制品強度和彈性模量等力學(xué)性能的影響。
　　在注