When a metal matrix composite (MMC) is cooled down from the fabrication or annealing temperature to room temperature, residual stresses are induced in the composite due to the mismatch of the thermal expansion coe cients of the matrix and reinforcement. A thermomechanical model describing these proc
Thermal residual stress in metal matrix composite
β Scribed by R.J. Arsenault; M. Taya
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 1987
- Weight
- 919 KB
- Volume
- 35
- Category
- Article
- ISSN
- 0001-6160
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β¦ Synopsis
When
a metal matrix composite is cooled down to room temperature from the fabrication or annealing temperature, residual stresses are induced in the composite due to the mismatch of the thermal expansion coefficients between the matrix and fiber. An investigation was undertaken of the magnitude of the thermal residual stresses by determining the difference of the yield stresses (Au,) between tension and compression resulting from the thermal residual stresses. A theoretical model based on the Eshelby's method was then constructed for the prediction of the thermal residual stresses and AuY. The agreement obtained was very good between the experimental results and the theoretical predictions.R&m&--Quand on refroidit un composite B matrice mitaliique depuis la tempi?rature d'tlaboration ou de recuit jusqu'i la temp&ature ambiante, on introduit dans ce composite des contraintes internes provoqukes par les coefficients de dilatation thermique diffkrents de la matrice et de la fibre. Nous avons entrepris la mesure de ces contra&es thenniques tisiduelles en dbterminant la diffbrence des fimites ilastiques (Au,) en tension et en compression qui risultent des contraintes ~e~iqu~ r&duelles. Nous avons ensuite construit un mod&e thtorique, base sur la mtthode d'Eshelby, pour p&dire les contraintes thermiques rksiduelles Au,. Nous avons obtenu un trts bon accord entre les rksultats expkimentaux et les pkdictions thioriques. Zusammenfassung-Wenn eine Metallmatrix von der Herstellungs-oder Auslagerungstemperatur auf Raumtamperatur abgekiihlt wird, dann entstehen in dem Werkstoff Spannungen. die aus der Fehlpassung durch die unterschj~lichen the~i~hen Au~ehnungsk~ffi~jenten zwischen Matrix und Faser herriihren. Die W6he dieser thermisch bedingten R~tspannungen wurde untersucht, indem der Unterschied in den FlieRspannungen zwischen Druck-und Zugverformung bestimmt wurde. Ein Model wurde fiir die Voraussage der thermischen Restspannungen und der FlieBspannungen aufgestellt, welches auf der Methode van Eshelby beruht. Die erhaltene Ubereinstimmung zwischen Experiment und Theorie ist sehr gut.
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