1．目的及意义

复合材料是指将两种或两种以上的不同材料，用适当的方法复合成一种新材料，其性能比单一材料性能优越。复合材料一般由基体和增强体两部分组成，根据增强体的形态不同可分为纤维增强复合材料和颗粒增强复合材料。材料是一切工业的基础，现代高科技的发展离不开复合材料，近几十年来，复合材料应用的领域不断扩大，尤其是汽车、机械、航空航天等行业的发展，与复合材料的研究与进步密不可分。

在应用复合材料的各行业中，铸造行业占有着及其重要的位置，是机械制造业中重要组成部分。汽车、船舶、航空、能源等重要领域的重要设备都是由铸造生产出来，如内燃机、阀口、机床等。我国有着悠久的铸造历史，为铸造行业的发展做出了极大的贡献,，随着中国制造业近几年的长足发展，中国铸件的产量己连续多年位居世界之首。

树脂砂是一种颗粒增强树脂基复合材料，自上世纪50年代开始在铸造行业出现和使用，到现在已有几十年的历史，与传统的黏土砂生产铸件相比，用树脂砂生产的铸件具有表面粗糙度小、尺寸精度高等优点，尤其是酚醛树脂砂对环境造成的污染较小, 容易实现无污染，可持续利用的绿色铸造要求，因此日益受到市场的青睐，得到了迅速发展，成为铸造市场的主流产品之一。经过多年的研究，对于树脂砂的生产工艺和设备已相当成熟和完善了，但是对于树脂砂微细观结构以及断裂性能的研究还有待进一步的发展。

对于树脂砂，砂粒之间通过树脂粘结桥连接，受力时的主要断裂方式分为附着破裂、内聚破裂和复合破裂。附着破裂是指树脂膜沿着砂粒表面脱落，内聚破裂是指粘结桥本身断裂，复合破裂是指破裂形式同时有附着破裂和内聚破裂。内聚破裂和以内聚破裂为主的复合破裂是理想的破裂形式，这表明树脂粘结桥与沙粒表面之间的粘合力即附着力已超过粘结剂的内聚强度，此时树脂砂均能显示出具有较高强度。

本研究旨在通过观察树脂砂微细观结构并建立理想树脂砂模型，通过改变性能参数进行数值模拟，研究对宏观力学性能的影响，为以后对树脂砂在工业中的应用提供理论指导。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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2.1 基本内容

（1）对树脂砂块进行切割和打磨，制出多组树脂砂样品，每组样品用不同浓度的酸浸泡不同时间，然后重复打磨-浸泡的步骤，每次打磨和浸泡后都对树脂砂样品断裂面进行显微观察，通过对比照片找出对树脂砂样品断裂面处理效果最好的酸的浓度、浸泡时间、打磨和浸泡的次数等参数。

（2）使用最佳工艺参数对树脂砂样品进行处理，使用光学显微镜在断裂面上寻找清晰的被树脂包裹的砂粒与砂粒之间的树脂粘结桥结构的剖面。

（3）使用ABAQUS软件建立树脂砂结构模型，测试或参考文献中界面断裂能，输入合适的参数，对树脂砂进行数值模拟。

2.2 研究目标

（1）对树脂砂断裂面进行处理，制得易于进行光学显微观察的表面，得到树脂砂的分层照片，从而观察到树脂砂微细观结构。