C/C復(fù)合材料被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的超高溫可長(zhǎng)時(shí)間使用的熱結(jié)構(gòu)材料,具有重要的國(guó)防戰(zhàn)略價(jià)值。C/C機(jī)織復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其剛度和強(qiáng)度等力學(xué)性能的研究還不是很成熟,為了更加有效地應(yīng)用C/C機(jī)織復(fù)合材料,需對(duì)其力學(xué)性能展開研究。本文采用基于細(xì)觀力學(xué)的有限元方法對(duì)C/C機(jī)織復(fù)合材料的剛度性能、強(qiáng)度性能和開孔板試驗(yàn)件進(jìn)行仿真分析,以降低研制風(fēng)險(xiǎn)和成本,縮短研制周期。本文研究工作歸納為以下幾個(gè)方面:（1）研究C/C三向正交機(jī)織復(fù)合材料和八枚五飛緞紋機(jī)織復(fù)合材料的剛度性能。根據(jù)材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)建立單胞模型,由組分材料性能預(yù)測(cè)三向正交機(jī)織復(fù)合材料的剛度性能并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。采用單胞法和通用單胞法預(yù)測(cè)八枚五飛緞紋機(jī)織復(fù)合材料的剛度性能,并比較分析兩種方法。（2）研究C/C三向正交機(jī)織復(fù)合材料的強(qiáng)度性能,并與文獻(xiàn)進(jìn)行比較。本文纖維失效分析采用最大應(yīng)力準(zhǔn)則,基體失效分析采用新的細(xì)觀失效準(zhǔn)則。該失效準(zhǔn)則考慮基體壓縮失效時(shí)斷裂面上的壓應(yīng)力對(duì)斷裂面剪切破壞的阻礙作用。應(yīng)用單胞模型,編寫了基于ABAQUS軟件的UMAT程序,并使用該軟件預(yù)測(cè)材料拉伸、壓縮和面內(nèi)剪切強(qiáng)度,并給出相應(yīng)的失效形式。（3）建立C/C三... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

周期性單胞示意圖

C/C 機(jī)織復(fù)合材料力學(xué)性能研究的摩擦應(yīng)力所致[70]。材料力學(xué)理論中表明各向同性材料在純壓縮載荷作用下其斷裂角也好 45°，而是在 46°~55°范圍，因此這種“摩擦應(yīng)力”是一般現(xiàn)象而非復(fù)合材料所特有的。如圖 2.2（a）所示為復(fù)合材料單向?qū)影宓囊话闶茌d形式，假設(shè)其斷裂面與厚度方向的 。圖 2.2（b）所示斷裂面上的橫向剪切應(yīng)力T 和縱向剪切應(yīng)力L 與正應(yīng)力n 為：2 3 2 3n 23cos(2 ) sin(2 )2 2 （22 3T 23sin(2 ) cos(2 )2 （2-L 12 31 cos sin （2-

[61]。章采用細(xì)觀有限元方法，建立多尺度單胞模型分別預(yù)測(cè) C/C 三向正交機(jī)織復(fù)合材緞紋機(jī)織復(fù)合材料的剛度性能。針對(duì)三向正交機(jī)織復(fù)合材料的剛度性能預(yù)測(cè)，先的纖維束有限元模型，施加周期性邊界條件，計(jì)算出纖維束的 9 個(gè)彈性常數(shù)，然機(jī)織方式建立細(xì)觀尺度的 C/C 三向正交單胞模型，將纖維束的彈性常數(shù)值帶入計(jì) 三向正交機(jī)織復(fù)合材料的宏觀材料參數(shù)并與試驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行比較。針對(duì) C/C 八枚五胞的剛度性能預(yù)測(cè)，分別采用單胞模型和通用子單胞法預(yù)測(cè)其剛度性能，并比較。C/C 三向正交機(jī)織復(fù)合材料剛度性能預(yù)測(cè) 三向正交復(fù)合材料幾何模型及材料性能向正交機(jī)織復(fù)合材料在空間上有三組相互正交的纖維束：經(jīng)紗、緯紗、Z 向紗。面內(nèi)相互堆疊，Z 向紗沿兩者厚度方向?qū)⑵湄灤┢饋?lái)，剩余間隙用基體填充，從維整體如圖 3.1（a）。圖 3.1（b）為纖維束局部坐標(biāo)系示意圖，一般認(rèn)為 1 方向方向。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3391257