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颗粒分布均匀性对PRMMCs断裂性能的影响(金属板文献精度)已有1人参与
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之前浏览了zhyq8767版主关于金属版文献精度的帖子。下面跟帖的虫子已经7页了，可是仔细翻翻，绝大多数都是来凑热闹，没有几个真正给力的。为了给活动提提人气，促进金属版的发展，本人决定把自己硕士期间反复读过20+次的一篇重量级文献拿出来，跟大家分享一下精读的心得和体会。闲言少叙，书归正传，开整。 文献简介： 随着材料科学的进步和发展，人们对材料的综合性能有了越来越高的要求。由于具有高的比强度和比刚度，良好的导热和导电性能，优良的尺寸稳定性，良好的耐磨性，高的弹性模量等优良特性，近年来，颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)在航空航天、船舶汽车、国防工业等领域有着越来越广泛的应用，也正成为国内外材料科学学者们研究的热点。影响陶瓷颗粒增强金属基复合材料力学性能的因素很多，其中颗粒分布的均匀性是极为重要的一个因素。本文基于FEM（有限元）方法着重研究了颗粒分布均匀性对裂纹扩展的影响。 这篇名为《Microstructure-based modeling of crack growth in particle reinforced composites》发表于2006年。作者在本文中主要介绍一下三方面内容：1.如何通过颗粒增强金属基复合材料微观结构的SEM照片来评估材料内部颗粒分布的均匀性；2.如何利用SEM照片建立颗粒增强金属基复合材料微观结构的2D有限元模型，并实现裂纹扩展模拟；3.如何通过有限元模拟的结果，选择和构造合适的参数来评估颗粒分布均匀性对裂纹扩展的影响。（在此不列出摘要了，为了方便大家阅读，我用中文总结了全文） 本文的一作者A. Ayyar可能是一名当时在读的博士，具体信息不详。 本文的二作者N. Chawla则是金属基复合材料FEM模拟方面的大牛。他是美国亚利桑那州立大学材料学院材料工程系的教授。如果有童鞋对PRMMCs有限元模拟感兴趣的话，可以检索一下看，这位大牛的文献一大把。本文评估颗粒均匀性的方法并非他首创，但是却是他结合上了基于颗粒实际形貌和分布的模型。而他与另一位金属基复合材料大牛K.K.Chawla合著的《Metal Matrix Composites》更是MMC领域一本标志性的基础知识书籍。 关于N. Chawla教授的具体信息请参考其个人主页：https://webapp4.asu.edu/directory/person/258276 精读评析： 本文的亮点主要有三，分别对应其三个主要部分； 首先，在评估颗粒分布均匀性这里，A. Ayyar和N. Chawla借助了英国南安普顿大学I.Sinclair教授及其团队成员所创造的“临近最近颗粒平均距离变化系数”的概念，并创造性地与SEM照片结合起来，成功实现了对PRMMCs内部微结构中颗粒分布均匀性的评估。 其次，不同于前人总是利用规则几何图形（原形，正六边形，椭圆，四边形等）近似代表增强颗粒进行模拟的方法，A. Ayyar和N. Chawla综合运用图像处理和几何建模技术，创造性地成功建立了基于SEM照片的PRMMCs微结构2D有限元模型，这让模型更接近实际材料。通过合理选择模拟平台（Franc2d/l，又美国康奈尔大学断裂研究组自行研制开发的2D crack模拟软件）和设置边界条件，他们成功实现了裂纹在PRMMCs微结构中的扩展模拟。 最后，A. Ayyar和N. Chawla通过构造“实际模型K值与理想参照模型的K值的比”这样一个参数，成功地反映出了颗粒分布均匀性对裂纹扩展的影响。 这篇文的重要意义有一下几点： 首先，通过图像处理实现了对实际材料内部颗粒分布均匀性的量化评估，为其他学者科学定量的研究颗粒分布均匀性提供了有力工具； 其次，A. Ayyar和N. Chawla所用的建模方法新颖独特，优势明显，并且被N. Chawla教授推广到了3D空间的建模上，这对PRMMCs有限元模拟的模型建立工作起到了巨大的推动作用。 精度理由：想做PRMMCs微结构有限元模拟吗？来读一读吧，你会豁然开朗。 精读感悟： 硕士期间，导师让我做PRMMCs断裂性能的有限元模拟。由于影响PRMMCs力学性能的参数太多，太复杂，自己一下子傻了眼。丈二和尚摸不着头脑。天天痛苦地挣扎，不知道该选那些或哪个参数研究，更不知道具体怎么下手研究。知道偶然间看到N. Chawla教授的这篇文献，如醍醐灌顶，一下有了自己的想法。理解了颗粒分布均匀性的重要性，知道了PRMMCs微结构有限元模拟的基本理念，并掌握了基本方法。这篇文献可以说是我硕士论文的中最核心的参考文献，给了我重要的灵感和启发。同样，通过查阅本文的参考文献和检索N. Chawla教授的其他著作，我的眼界得到了巨大地开阔，并最终顺利完成了硕士论文的写作。而且，这其中还要非常感谢N. Chawla教授和I.Sinclair教授的无私帮助。 ps：N. Chawla教授的其他很多文献也都很好，特别是他关于PRMMCs微结构3D重构的那几篇文献，更是精彩绝伦，有兴趣的童鞋也可以自己检索一下。 附上张文献内的图片以供吸引眼球，童鞋们一眼就能看出是不是自己感兴趣的~  Fig.1 基于SEM的PRMMCs微结构FEM模型，及不同区域的裂纹扩展路径 [ Last edited by donatello on 2012-3-8 at 18:59 ] |
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本内容由用户自主发布，如果其内容涉及到知识产权问题，其责任在于用户本人，如对版权有异议，请联系邮箱：xiaomuchong@tal.com - 附件 1 : Microstructure-basedmodelingofcrackgrowthin.pdf
2012-03-09 01:36:57, 2.69 M
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