A Micromechanical Study of Thermal Stress-Induced Deformation and Microcracking in Ceramic-Metal Multiphase Solid Systems

陶瓷-金属多相固体体系中热应力引起的变形和微裂纹的微观力学研究

基本信息

  • 批准号:
    63460200
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.86万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1988
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1988 至 1989
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Based on the theory of "eigenstrains" (T. Mura: Micromechanics of Defects in Solids, Martinus Nijhoff Publishers, The Hague, 1982) which has been developed for the study of the mechanical behavior of materials from the micromechanics point of view, we have investigated the mechanisms of deformation and fracture processes occurring in a class of inhomogeneous solid systems which contains ceramic fibers or particulates in a metal matrix. Throughout this research we emphasize the role played by internal stresses due to the mismatch in thermomechanical properties between the ceramic and metal phases.The subjects we have dealt with are:1) analysis of stress and strain fields by taking the metal phase plasticity unto account,2) prediction of effective thermoelastic properties (elastic constants and thermal expansion coefficients) for systems with perfectly bonded and perfectly debonded phase interfaces,3) modeling of work-hardening and recovery processes, and4) derivation of constitutive equations for creep under isothermal and thermal-cycling conditions.In relation to the last subject, some experiments have also been made. Finally, implications of this research in the design of Functionally Gradient Materials (FGM) are discussed.
基于“元素特征”的理论(T. Mura:固体缺陷的微力学,Martinus Nijhoff Publishers,The Hague,1982),该理论已开发出来研究,用于研究从微力学角度研究材料的机械行为,我们已经有了我们已经开发了研究了在金属基质中包含陶瓷纤维或颗粒的一类不均匀固体系统中发生的变形和断裂过程的机制。在整个研究中,我们强调了由于陶瓷和金属阶段之间的热机械性能不匹配而引起的内部应力作用。我们处理的受试者是:1)通过考虑金属相间的可考虑金属相和应变场的分析,以考虑金属和应变场。 2)预测具有完美键合且完美脱落相位界面的系统的有效热弹性性能(弹性常数和热膨胀系数),3)工作刻痕和恢复过程的建模,以及4)在等体和热 - 和热 - 和热 - 和热 - 和热的蠕变的构成方程骑自行车条件。与最后一个主题有关,也进行了一些实验。最后,讨论了这项研究在功能梯度材料(FGM)设计中的影响。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Kenji,WAKASHIMA: "Plastic Anisotropy of Metal Matric Composites with Multidirectional Elastic Fibers" Mechanical and Physical Behaviour of Metalic and Ceramic Composites(Ed.by S.I.Andersen,H.Lolholt and O.B.pedersen,RISO National Laboratory,Roskilde,Denma
Kenji,WAKASHIMA:“具有多向弹性纤维的金属基复合材料的塑性各向异性”金属和陶瓷复合材料的机械和物理行为(S.I.Andersen、H.Lolholt 和 O.B.pedersen 编辑,RISO 国家实验室,Roskilde,Denma
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Tohru,HIRANO: "An Improvement of Design Accuracy of Functionally Gradient Materials for Space Plane Appilications" Proc.of the 17th Intrnational Symposium on Space Technology and Science(Tokyo,Japan),(in press). (1990)
Tohru,HIRANO:“提高空间飞机应用的功能梯度材料的设计精度”第 17 届国际空间技术与科学研讨会(日本东京)会议记录(正在出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
若島健司: "FGMの熱応力解析のための物性デ-タ推定法" 第3回傾斜機能材料シンポジウム講演集(傾斜機能材料研究会). 165-170 (1989)
Kenji Wakashima:“FGM热应力分析的物理性质数据估计方法”第三届功能梯度材料研讨会论文集(功能梯度材料研究组)165-170(1989)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K. Wakashima, B. H. Choi and T. Mori: "Plastic Incompatibility and Its Accommodation by Diffusional Flow: Modeling of Steady-State Creep of a Metal Matrix Composite" Mater. Sci. Eng.
K. Wakashima、B. H. Choi 和 T. Mori:“塑料不相容性及其通过扩散流的调节:金属基复合材料稳态蠕变的建模”。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K. Wakashima, H. Tsukamoto and B. H. Choi: Elastic and Thermoelastic Properties of Metal Matrix Composites with Discontinuous Fibers or Particles - Theoretical Guidelines toward Materials Tayloring, Proc. of the Korea-Japan Metals Symposium on Composite M
K. Wakashima、H. Tsukamoto 和 B. H. Choi:具有不连续纤维或颗粒的金属基复合材料的弹性和热弹性性能 - 材料泰勒化的理论指南,Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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    1996
  • 资助金额:
    $ 4.86万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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