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第1章 绪论1

1.1钛基复合材料的定义与分类4

1.2钛基复合材料特性及其应用4

1.3增强体的分类5

1.4增强体材料的选择7

1.4.1复合材料中的TiC8

1.4.2复合材料中的TiB8

1.4.3复合材料中的稀土元素氧化物9

1.5钛基体材料的选择9

1.6钛基复合材料力学性能的研究9

1.6.1室温特性10

1.6.2高温特性12

1.6.3动态特性14

1.7颗粒增强复合材料理论分析研究现状15

1.7.1宏观力学理论研究15

1.7.2细观力学理论研究17

1.7.3宏细观结合力学理论研究21

1.8颗粒增强复合材料数值计算研究现状23

参考文献24

第2章 钛基复合材料的制备方法27

2.1熔铸法27

2.2粉末冶金法27

2.3机械合金化法28

2.4自蔓延高温合成法28

2.5 XDTM法28

2.6反应热压法29

2.7燃烧辅助铸造法29

2.8直接反应合成法（DRS）29

2.9熔化辅助合成法30

2.10反应自发渗透法30

2.11直接金属/熔体氧化法30

2.12反应挤压铸造法31

2.13气-液合成技术法31

2.14快速凝固法31

2.15放电等离子烧结技术32

2.16增材制造技术法32

2.17金属注射成形法制备Ti-6A1-4V34

参考文献35

第3章 钛基复合材料的界面及微观结构38

3.1钛基复合材料界面的定义38

3.2钛基复合材料界面的特征39

3.2.1钛基复合材料界面的效应39

3.2.2钛基复合材料界面的结合机制40

3.2.3钛基复合材料界面的分类及界面模型41

3.2.4钛基复合材料界面微观结构及界面反应43

3.2.5钛基复合材料界面的稳定性48

3.2.6 钛基复合材料界面的力学特性49

3.2.7钛基复合材料的界面设计52

3.3钛基复合材料界面的表征53

3.3.1钛基复合材料的界面组织结构表征53

3.3.2钛基复合材料的界面强度的表征54

3.3.3钛基复合材料的界面区位错分布56

3.3.4钛基复合材料的界面残余应力的测试57

3.4 TiC/Ti复合材料的制备及微观结构58

3.4.1 TiC/Ti复合材料的制备58

3.4.2 TiC/Ti复合材料的相分析和微观结构60

3.4.3凝固过程对复合材料微观结构的影响66

3.4.4 Cr、Mo和TiC组分对复合材料微观结构的影响69

3.5 TiB/Ti复合材料的制备及微观结构71

3.5.1 TiB/Ti复合材料的制备71

3.5.2 TiB/Ti复合材料的相分析和微观结构72

3.6 （TiB＋TiC）/Ti复合材料的制备及微观结构77

3.6.1 （TiB＋TiC）/Ti复合材料的制备77

3.6.2 （TiB＋TiC）/Ti复合材料的相分析和微观结构79

3.6.3 （TiB＋TiC）/Ti复合材料的成型过程与增强体形成机制88

参考文献90

第4章 钛基复合材料的力学性能93

4.1钛基复合材料的室温力学性能93

4.1.1颗粒增强钛基复合材料的室温力学性能93

4.1.2复合材料力学性能的强化机制、应变率效应和断裂机制98

4.1.3不同固溶处理温度下复合材料室温拉伸性能103

4.1.4不同冷却速度下复合材料的室温力学性能105

4.1.5复合材料的抗侵彻性能106

4.2钛基复合材料的高温力学性能109

4.2.1颗粒钛基复合材料的高温力学性能109

4.2.2 Cr、Mo和TiC组分的颗粒增强钛基复合材料高温性能113

4.2.3不同热处理下颗粒增强钛基复合材料高温性能117

4.2.4 TP-650钛基复合材料的高温持久和蠕变性能118

4.2.5 复合材料的高温性能和合金组织的关系118

4.3钛基复合材料的本构模型120

4.3.1 Johnson-Cook本构方程的建立121

4.3.2修正Johnson-Cook本构模型128

4.3.3钛基复合材料的细观本构模型133

参考文献155

第5章 钛基复合材料力学性能的数值模拟158

5.1均匀化理论的基本思想158

5.2均匀化理论的发展159

5.3均匀化方法在不同研究领域的应用161

5.3.1在传统领域的应用161

5.3.2在生物力学方面161

5.3.3在拓扑优化方面162

5.3.4在多孔介质渗流方面162

5.4均匀化理论与其他复合材料研究方法的比较162

5.4.1细观力学方法162

5.4.2分子动力学方法163

5.5均匀化理论的数学基础和误差估计163

5.5.1基本假设163

5.5.2数学描述164

5.5.3椭圆型微分算子的均匀化过程165

5.5.4椭圆型微分算子均匀化解的误差估计167

5.6弹性均匀化理论168

5.7弹塑性力学性能分析的均匀化方法171

5.8率相关的弹黏塑性均匀化理论175

5.8.1基本方程175

5.8.2均匀化过程的推导176

5.9基于不动点迭代方法的均匀化理论及数值模拟178

5.9.1不动点迭代方法178

5.9.2有限元分析模型180

5.9.3数值计算结果与分析181

5.10平面问题的弹塑性有限元理论及程序195

5.10.1平面问题的弹性理论195

5.10.2平面问题的塑性理论198

5.10.3有限元问题的离散化基本方程表达式200

5.10.4刚度矩阵和一致载荷矢量的计算方法及程序实现204

5.10.5二维弹塑性准静态有限元总程序209

5.10.6非线性动态瞬变问题的隐式-显式时间积分解法212

5.10.7二维弹塑性动态瞬变有限元总程序216

5.10.8颗粒增强钛基复合材料力学性能的数值计算结果及分析222

参考文献230

第6章 钛基复合材料的损伤与失效232

6.1金属基复合材料损伤基本理论232

6.2金属基复合材料的损伤和失效机制234

6.2.1金属基复合材料的损伤机制234

6.2.2复合材料的失效发展过程及概率方法235

6.2.3损伤统计累积时复合材料的承载能力235

6.2.4损伤累积函数和短纤维段的强度分布238

6.2.5复合材料的完全失效的过渡239

6.2.6组元物理化学相互作用的影响243

6.3钛基复合材料的损伤与失效246

6.3.1 TiC颗粒增强钛基复合材料中微裂纹的扩展规律246

6.3.2 TiC颗粒增强钛基复合材料的动态拉伸损伤机制248

6.3.3平面损伤本构关系250

6.3.4一维动态拉伸损伤本构254

6.3.5模型参数与计算结果讨论256

6.4冲击作用下基体材料的失效262

6.5 Ti-6A1-4V再结晶动力学计算264

6.5.1晶界迁移机制动力学计算265

6.5.2亚晶合并动力学计算266

6.5.3 Ti-6A1-4V绝热剪切带内组织演化机制267

参考文献269

第7章 钛基复合材料的应用与发展趋势272

7.1钛基复合材料的应用272

7.2钛基复合材料的发展趋势274

参考文献275