碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)因其特殊的力学性能和物理性能而广泛应用于军事、航空航天以及电子封装等领域。相比传统加工方法,超声振动复合加工在加工SiCp/Al复合材料过程中展现出了巨大的优势,但超声振动条件下材料的去除机理、表面层组织形成机制等仍不清楚。相关研究表明施加超声振动后,一些材料会出现超声软化效应、超声残余硬化效应和超声残余软化效应等特殊力学行为。因此有必要研究超声振动对SiCp/Al复合材料力学行为的影响从而为后续研究奠定基础。本文的主要研究内容和研究结果如下:(1)在粘弹塑性本构模型的基础上考虑应力叠加效应、软化效应和Hall-Petch强化效应从而建立了超声振动拉伸应力应变模型。根据应力波传播理论设计不同材料组合而成的谐振哑铃形试样,并研制了超声振动拉伸试验装置,经过测试其振动性能良好。(2)利用试验装置进行超声振动单向拉伸试验,研究了超声频率、振幅和施振过程对SiCp/Al复合材料应力降低幅度和断裂强度的影响,观察了材料断裂后断口的宏观和微观形貌。研究结果表明:在超声振动作用下材料的应力变化明显地分为三个阶段,应力叠加效应、软化效应和Hall-Petch强化效应同时存在,只是不同阶段所占比例不同。随着超声频率和振幅的增大,应力降低幅度增大,主要是软化效应占主要因素。超声作用时间越长,频率和振幅越高,材料的断裂强度越低。微观形貌显示材料的断口存在脆性断裂和韧性断裂。铝合金基体主要发生韧窝断裂;普通条件下,SiC颗粒存在界面脱粘,而超声振动条件下,SiC颗粒更多是发生解理断裂。超声振动使材料内部产生了更多的裂纹从而导致材料整体断裂强度下降。(3)在试验的基础上开展了超声振动拉伸模拟仿真研究,研究表明仿真过程中存在应力叠加效应和软化效应。由于无法模拟位错的变化导致Hall-Petch强化效应不能体现在仿真过程中,这也是仿真结果和试验结果的总体变化趋势一致,但数值上存在误差的原因。通过正交试验的极差分析法可知,不同因素的主次顺序为:振幅、拉伸速度、频率,为以后相关试验的进行提供了一定的参考依据。