前言
  颗粒增强金属基复合材料（MMC）由于具有高的比强度、比刚度及良好的耐磨性、热稳定性等优点，目前已经成功被应用于航空航天、汽车及体育器材等领域[1]。金属基复合材料的力学性能及损伤破坏规律取决于复合材料的微观结构特征，而复合材料的真实微观结构往往具有的结构复杂、计算量大等特点，致使研究人员多采用简化模型以及单胞模型的方法进行有限元仿真和计算。虽然这些方法在很大程度上降低了计算量，有利于颗粒增强金属基复合材料力学特性的规律总结与开发利用，但不同模型中由于增强颗粒的不同形状、局部密度、体积分数等因素，均会对金属基体的流动性、颗粒的约束能力、颗粒与基体的接触面积以及颗粒的转动造成不同程度的影响，使得计算结果和真实情况产生一定的偏差[2]。
  本文以SiCp/Al复合材料的微观电镜图为基础，建立了含有颗粒真实形状的微观模型。以此模型为基础，建立了含有相同颗粒体积分数、体积与坐标的多种简化模型。使用了子模型技术对不同模型进行有限元建模和计算，通过对比不同模拟的计算结果与云图，验证不同模型的有效性。
  1 模型建立
  在复合材料的有限元模型中，SiC颗粒为线弹性，其弹性模量Ep = 440 GPa，泊松比νp = 0.17。6061铝为具有各向同性的弹塑体，其弹性模量为EAl = 70 GPa，泊松比νAl = 0.33[3]。