机械工程学报

作者：杨智勇, 李培震, 臧家俊, 宋丕麟, 李志强

单位：北京交通大学机械电子与控制工程学院 北京 100044

关键词：SiCp/A356复合材料,性能衰退,RVE仿真,温度容限；

基金：国家自然科学基金资助项目(52372345)

SiCp/A356复合材料制动盘服役过程中存在力学性能衰退现象。为了揭示SiCp/A356制动盘材料的力学性能衰退规律与机制，确定SiCp/A356复合材料的使用温度容限，本研究依据SiCp/A356制动盘服役温度条件，开展SiCp/A356复合材料的热循环试验研究，并结合性能测试、宏微观分析和代表性体积单元(RVE)微观仿真等手段进行分析。试验与仿真结果表明：循环温度小于200 ℃时，复合材料仅出现轻微的基体机械损伤和结合界面损伤，性能基本维持稳定；循环温度在[200 ℃，250 ℃]时，复合材料性能在一定热循环次数内维持稳定，然后出现一定幅度下降，随之性能会再次趋于稳定；循环温度大于250 ℃时，复合材料快速出现严重的基体机械损伤和结合界面损伤，材料性能快速衰退。因此，SiCp/A356复合材料长期使用温度区间应控制在200 ℃以下。考虑复合材料损伤的温变机制，可以采用增加基体中的Cu元素含量以提高基体的热强性、改善SiC颗粒与基体的浸润性(提高氧化温度、延长氧化时间)以提高界面性能等手段，提高SiCp/A356复合材料的使用温度容限。

来源：2025年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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