為了研究原位合成TiB纖維和TiC顆?；祀s增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料的力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，根據(jù)其微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并基于隨機(jī)序列吸附(RSA：Random  Sequential  Adso rp tion)方法，提出了短纖維和顆粒混雜增強(qiáng)的三維有限元模型。該模型可以生成位置及取向隨機(jī)分布的多纖維多顆粒的代表體積單元，同時(shí)纖維的長(zhǎng)徑比、取向分布規(guī)律可以任意調(diào)整，適合各種不同的混雜增強(qiáng)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的模擬。對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，證明該模型對(duì)混雜增強(qiáng)的復(fù)合材料的模擬較為精確。模擬結(jié)果顯示：在纖維狀增強(qiáng)體中，平行于加載方向的增強(qiáng)體承載了最大的應(yīng)力，而與加載方向約呈45。角的增強(qiáng)體承受的應(yīng)力最??；顆粒狀增強(qiáng)體承受的應(yīng)力相比平行于加載方向的纖維狀增強(qiáng)體要小很多：基體中應(yīng)力在加載方向上靠很近的增強(qiáng)體之間較高。

       隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)各方面對(duì)高性能材料的需求越來(lái)越廣泛，單純的金屬或合金在很多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)無(wú)法滿足力學(xué)性能方面的要求。由于擁有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫和耐腐蝕性能，非連續(xù)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。尤其原位自生鈦基復(fù)合材料因生產(chǎn)成本低、效能高贏得了廣泛關(guān)注。為了能深入了解原位自生增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的力學(xué)性能及其增強(qiáng)機(jī)理，本文中通過(guò)有限元方法模擬了其在單向應(yīng)力加載情況下的應(yīng)力一應(yīng)變響應(yīng)及微觀應(yīng)力一應(yīng)變分布情況。

       對(duì)于短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料或者球形顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，很多人采用單增強(qiáng)體軸對(duì)稱單胞模型來(lái)模擬。其特點(diǎn)是單元數(shù)結(jié)點(diǎn)數(shù)少，可以在界面附近劃分相對(duì)較密的網(wǎng)格，有利于分析界面脫粘等。單增強(qiáng)體軸對(duì)稱單胞模型單元數(shù)目少，計(jì)算耗時(shí)少，但由于過(guò)于理想化，忽略了很多事實(shí)上對(duì)材料性能有很大影響的因素，也有不少研究采用了單增強(qiáng)體三維單胞模型。不過(guò)單增強(qiáng)體的模型無(wú)法體現(xiàn)增強(qiáng)體之間的相互影響，于是一些基于整齊排列的多增強(qiáng)體模型被提出，用來(lái)研究增強(qiáng)體之間的相互作用對(duì)整體復(fù)合材料性能的影響。對(duì)于非連續(xù)性短纖維增強(qiáng)或者球形顆粒增強(qiáng)，實(shí)際上增強(qiáng)體通常不是整齊排列的，其位置和取向通常是按照正態(tài)分布或均勻分布隨機(jī)分布的。為了使模擬更接近真實(shí)，有研究者提出了平面多纖維單胞模型，其中纖維分布取向不再是整齊排列：也有人用纖維取向不同的單增強(qiáng)體單胞算出力學(xué)響應(yīng)，然后按照纖維取向分布的百分比加權(quán)平均算得整體的力學(xué)性能。

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