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具有极端或异常热膨胀性能的功能复合材料比一般金属基复合材料的界面效应更为复杂。迄今为止,很少有人对在该类型复合材料中存在的界面问题开展过研究。这类复合材料的设计,也都是在完全忽略界面效应的前提下进行的。为了更好的设计该类复合材料,界面受力以及组元受力的大小与分布规律的研究是非常重要的。 本文建立了具有极度或异常热膨胀性能复合材料的数学物理力学模型,分析了界面及组元受热过程中的应力大小与分布规律,并通过有限元软件ANSYS进行了模拟分析,其结果与理论模型中的结果基本吻合。 本文选择热膨胀系数相差较大的Fe64Ni36(Invar合金)与Mn75Ni15Cu10合金作为组元,经冷轧复合成复合材料作为实验试样。通过电阻率以及X-Ray衍射方法分析了复合材料热循环过程中应力的变化规律。用MATLAB软件模拟了应力与电阻率的变化关系式,再结合数学物理力学模型,得到了组元不同厚度处的电阻率值,通过对厚度求积分得到的总电阻率值,与实测电阻率值基本吻合。 通过电阻率分析可以确定复合材料热循环中的应力变化,确定热处理参数(即热处理温度、保温时间、循环次数)。