Crack initiation and propagation mechanism during uniaxial compression of SiC/AZ91D magnesium matrix composites

Abstract

This master thesis is devoted to the creation of three-dimensional finite element models for studying the mechanism of crack initiation and expansion of SiC/AZ91D composites under uniaxial compression. In the work, a unit of cohesive force was added to the three-dimensional model of SiCp particle-reinforced magnesium matrix composites (SiCp/AZ91D) using the finite element analysis program Abaqus and the crack propagation mechanism of SiCp /AZ91D with different equivalent particle sizes and volume fractions under uniaxial compression. The invention of the cohesive force block offers a new approach to solving the problem of crack propagation by avoiding the drawbacks of pre-cracked specimens and the singularity of the crack tip. Work materials can be used in the aerospace industry and in educational processes related to the deformation and destruction of composite materials.

Дана магістерська робота присвячена створенню тривимірних скінченно-елементних моделей для дослідження механізму зародження тріщин і розширення композитів SiC/AZ91D при одновісному стисненні. В роботі до тривимірної моделі SiCp армованих частинками магнієвих матричних композитів (SiCp/AZ91D) було додано одиницю когезійної сили за допомогою кінцево-елементної програми аналізу Abaqus та механізм поширення тріщин SiCp /AZ91D з різними еквівалентними розмірами частинок та об'ємними частками при одновісному стисненні. Винахід блоку когезійної сили пропонує новий підхід до вирішення проблеми поширення тріщини шляхом уникнення недоліків зразків із заготовленими тріщинами та сингулярності вершини тріщини. Матеріали роботи можуть бути використані в аерокосмічній промисловості та в освітніх процесах, пов'язаних з деформацією та руйнуванням композитних матеріалів.