為研究軸編炭/炭（C/C）復(fù)合材料組分材料的微細(xì)觀熱結(jié)構(gòu)特性,開展了復(fù)合材料和組分材料纖維束的微細(xì)觀形貌表征實(shí)驗(yàn)。推導(dǎo)立方體單胞和正六棱柱單胞溫度周期性邊界條件的表達(dá)式,建立了組分材料纖維束的代表性體積單元（RVE）計(jì)算模型;以均勻化理論和周期性邊界條件為基礎(chǔ),在各向同性材料計(jì)算模型上驗(yàn)證了所提預(yù)測(cè)等效熱結(jié)構(gòu)參數(shù)方法的正確性;研究軸編C/C復(fù)合材料纖維束不同類型RVE模型的熱結(jié)構(gòu)特性,與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明:利用掃描電鏡可以得到軸編C/C復(fù)合材料和組分材料纖維束的微細(xì)觀形貌特征,纖維單絲在纖維束內(nèi)是隨機(jī)任意分布的狀態(tài);通過提出的預(yù)測(cè)等效熱結(jié)構(gòu)參數(shù)方法分析了纖維束不同RVE模型的計(jì)算精度,該方法也同樣適合于其他復(fù)合材料等效熱結(jié)構(gòu)性能的計(jì)算;纖維束RVE模型等效熱結(jié)構(gòu)參數(shù)在橫向滿足各向同性的性質(zhì)。 

【文章來源】：兵工學(xué)報(bào). 2020,41(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

增強(qiáng)體示意圖

圖2 增強(qiáng)體示意圖圖4是纖維束中纖維單絲微觀形貌，從中可知纖維單絲在纖維束增強(qiáng)體內(nèi)是隨機(jī)任意分布，纖維單絲周圍由基體組織包圍，纖維單絲之間較緊密一些。圖5是纖維單絲的微觀表征形貌，從中可以觀測(cè)到纖維單絲的表面形態(tài)，是不規(guī)則的石墨微晶片層結(jié)構(gòu)。纖維單絲的截面近似為圓形，內(nèi)部的成分石墨由中心向外形成條紋，纖維單絲的外部是基體炭。

通過組分材料纖維束的微細(xì)觀表征實(shí)驗(yàn)可知纖維單絲在纖維束內(nèi)為隨機(jī)性分布，每根單絲的橫截面可以近似為直徑相同的圓形。因此，在纖維束微細(xì)觀形貌觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可以為纖維束RVE模型的建立提供直觀依據(jù)。本文提出在微細(xì)觀尺度建立纖維束的RVE計(jì)算模型，來分析纖維束的熱結(jié)構(gòu)性能，提出纖維束微細(xì)觀熱結(jié)構(gòu)性能的研究方法。圖5 纖維單絲顯微形貌(放大3 000倍)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]預(yù)處理溫度對(duì)軸棒法C/C復(fù)合材料高溫拉伸強(qiáng)度的影響[J]. 高亞奇,黃劍.  炭素技術(shù). 2016(05)
[2]2D C/C復(fù)合材料超高溫壓縮性能試驗(yàn)研究[J]. 許承海,徐德昇,宋樂穎,徐凱,孟松鶴.  固體火箭技術(shù). 2015(06)
[3]軟硬混編預(yù)制體增強(qiáng)瀝青基4D-C/C材料彎曲行為[J]. 吳小軍,劉博,韓明,嵇阿琳,崔紅.  炭素技術(shù). 2014(05)
[4]多向軸編C/C復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)Micro-CT原位掃描與拉伸破壞機(jī)理[J]. 許承海,徐德昇,宋樂穎,徐凱.  固體火箭技術(shù). 2013(06)
[5]編織參數(shù)對(duì)軸編C/C復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響[J]. 李書良,顧靖?jìng)?李國才,史宏斌,侯曉.  固體火箭技術(shù). 2012(05)
[6]高溫處理過程C/C復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)演變規(guī)律[J]. 吳小軍,喬生儒,程文,李艷,陳林,劉遺冰.  固體火箭技術(shù). 2012(03)
[7]基于均勻化方法的軸編C/C復(fù)合材料性能預(yù)測(cè)[J]. 唐敏,高波,楊月城,史宏斌.  固體火箭技術(shù). 2011(01)
[8]高密度軸棒法C/C復(fù)合材料的熱膨脹性能[J]. 高亞奇,鄧紅兵,鄒武,程文,吳書鋒.  固體火箭技術(shù). 2010(03)
[9]2D C/C復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的研究[J]. 和永崗,李克智,魏建鋒,郭領(lǐng)軍,張磊磊.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2010(02)
[10]熱處理溫度對(duì)炭/炭復(fù)合材料性能的影響[J]. 趙建國,李克智,李賀軍,席琛,白瑞成,張秀蓮.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2005(01)

碩士論文
[1]組分材料就位性能分析及其對(duì)C/C材料剪切性能的影響[D]. 封偉強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3130536