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金属基复合材料(MMC)有两种形式的热应力,一种是在MMC中由于温度梯度引起的热应力,即温度梯度诱导的热应力;另一种是在冷却过程中由于基体金属和纤维的热膨胀系数不匹配引起的热应力,即热膨胀系数不匹配诱导的热应力。显然,热膨胀系数不匹配诱导的热应力是金属基复合材料的一大特征,因为对于大多数金属基复合材料来说,热膨胀系数不匹配是很严重的。必须设法解决。 本文首先利用ANSYS模拟基体材料分别处于理想弹性应力状态和理想弹塑性应力状态时,各种因素诸如纤维排布模式、模量等性能参数是否随温度变化以及复合材料制备温度和压力对热膨胀系数不匹配诱导热应力的影响;另外,我们也对温度梯度诱导热应力进行了一定的研究,分析了各种热处理工艺以及材料制备温度、压力对它的影响。通过以上的模拟,我们尝试将两类应力进行叠加,分析材料内的热残余应力的分布并总结出较为理想的复合材料加工和热处理工艺参数。 鉴于当前钛基复合材料中钛基体的多样性,我们将在各种类型的钛合金和钛铝金属间化合物中,挑选出较为典型的作为研究对象,利用本文得到的较为理想的复合材料加工和热处理工艺参数,逐一模拟它们的残余热应力,找到残余热应力分布较为理想的钛基体,并且,希望能够寻找到材料性能与热残余应力的相互关系,为钛基复合材料基体的选择提供一定的理论指导。