本文以二維平紋編織C/SiC復(fù)合材料為例,在中溫區(qū)間（400-900℃）纖維氧化動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上,建立了能夠預(yù)測(cè)無應(yīng)力-氧化環(huán)境下材料剩余軸向剛度和剩余拉伸強(qiáng)度的雙尺度模型。應(yīng)用該模型模擬了二維平紋編織C/SiC復(fù)合材料在無應(yīng)力-氧化環(huán)境下的剩余軸向剛度、剩余拉伸強(qiáng)度,并將模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果表明預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值相吻合。此外,還分析了氧化時(shí)間、氧化溫度以及其他參數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)的剩余軸向剛度、拉伸強(qiáng)度的影響。在應(yīng)力-氧化環(huán)境下單向陶瓷基復(fù)合材料力學(xué)性能分析的基礎(chǔ)上,建立了能夠預(yù)測(cè)二維平紋編織C/SiC復(fù)合材料在應(yīng)力-氧化環(huán)境下剩余力學(xué)性能的雙尺度模型。該模型考慮了材料微觀尺度下的基體開裂以及氧化損傷,并首次將等比例折減方法應(yīng)用于應(yīng)力-氧化環(huán)境下材料剩余力學(xué)性能的計(jì)算。本論文將模擬得到的剩余剛度與剩余強(qiáng)度與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,對(duì)比結(jié)果顯示二者比較接近。此外,還分析了氧化時(shí)間、氧化溫度、應(yīng)力以及纖維體積含量對(duì)預(yù)測(cè)的剩余軸向剛度、拉伸強(qiáng)度的影響。在單向陶瓷基復(fù)合材料遲滯理論研究的基礎(chǔ)上,建立了能夠預(yù)測(cè)二維平紋編織C/SiC復(fù)合材料在拉-拉疲勞氧化環(huán)境下遲滯回線的雙尺度分析模型。該模型首... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

纖維界面氧化結(jié)構(gòu)

圖 2.10 C/SiC 微觀復(fù)合材料的掃描電子顯微照片[54]根據(jù)圖 2.10 中 C/SiC 微觀復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征，建立了能夠精確反映其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的微觀模型，如圖 2.11 所示。lchfdidmdclidfdmd圖 2.11 C/SiC 復(fù)合材料微觀尺度模型其中，l 表示微觀模型的長(zhǎng)度，fd表示纖維的直徑，id表示界面相的厚度，md表示外圍基體的厚度，ch表示基體裂紋的寬度

[37]對(duì)C/SiC復(fù)合材料在無應(yīng)力-氧化環(huán)境下的氧化損傷形態(tài)進(jìn)行了SEM觀察，如圖 2.12 所示。從圖中可以看到，在基體裂紋貫穿到纖維處，纖維出現(xiàn)了局部區(qū)域變細(xì)現(xiàn)象。圖 2.12 C/SiC 復(fù)合材料氧化損傷形態(tài)根據(jù)圖 2.12 中 C/SiC 材料的氧化損傷形態(tài)以及纖維剩余半徑的變化規(guī)律，采用 ANSYS 軟件建立了 700℃無應(yīng)力-氧化環(huán)境下 C/SiC 復(fù)合材料在不同氧化時(shí)間段的有限元模型，即纖維非均勻退化模型，如圖 2.13 所示。從圖中可以看出，隨著氧化時(shí)間的縮短，界面的氧化長(zhǎng)度越來越小，同時(shí)纖維的氧化損傷區(qū)域越來越小，形成的缺口處纖維越來越粗。(a)(b)(c)(d)圖 2.13 纖維非均勻退化模型（a）2 小時(shí)（b）4 小時(shí)（c）6 小時(shí)（d）8 小時(shí)2.4 多尺度力學(xué)性能分析方法為了研究二維平紋編織 C/SiC 復(fù)合材料在無應(yīng)力-氧化環(huán)境下的力學(xué)性能，采用多尺度力學(xué)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[3]3D C/SiC復(fù)合材料氧化機(jī)理分析及氧化動(dòng)力學(xué)模型[D]. 魏璽.西北工業(yè)大學(xué) 2004
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本文編號(hào)：3250755