隨著復(fù)合材料的研究與發(fā)展,連續(xù)增強復(fù)合材料逐漸體現(xiàn)出優(yōu)秀的抗沖擊性能,對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計對連續(xù)增強復(fù)合材料的性能提升意義重大。本文以連續(xù)增強SiC3D/Al復(fù)合材料為研究對象,開展三維模型重構(gòu)算法的研究,并采用ANSYS有限元分析軟件模擬了復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能,從第二相材料、兩相體積百分比含量和兩相分布特征三個方面開展了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,最后建立了復(fù)合材料三維有限元模型重構(gòu)平臺。（1）開展基于統(tǒng)計的優(yōu)化生長法重構(gòu)連續(xù)增強SiC3D/Al復(fù)合材料的三維實體模型建模方法研究。通過最大類間方差法對連續(xù)增強SiC3D/Al復(fù)合材料SEM圖像進(jìn)行預(yù)處理,提出生長核分布規(guī)則得到復(fù)合材料二維數(shù)字矩陣和生長核分布矩陣;通過模擬退火法優(yōu)化三維生長核分布;通過優(yōu)化方向生長概率的自生長法對三維模型矩陣中的生長核進(jìn)行生長,得到三維連續(xù)SiC3D/Al復(fù)合材料三維重構(gòu)實體模型;最后采用五項統(tǒng)計參數(shù),將三維重構(gòu)實體模型與Micro-CT重構(gòu)模型的體積百分比含量、分形維數(shù)、輪廓長度、線長與兩點自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行對比,驗證基于統(tǒng)計的優(yōu)化生長法對連續(xù)增強SiC3D/Al復(fù)合材料模型重構(gòu)的準(zhǔn)確性。（2）對重構(gòu)連續(xù)增強S... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 連續(xù)增強復(fù)合材料概述
    1.2 三維實體模型重構(gòu)方法
        1.2.1 物理實驗法
        1.2.2 數(shù)值重構(gòu)法
    1.3 動態(tài)力學(xué)性能及其數(shù)值模擬方法
        1.3.1 動態(tài)力學(xué)性能測試手段
        1.3.2 動態(tài)力學(xué)性能數(shù)值模擬方法
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 連續(xù)增強SiC_(3D)/Al復(fù)合材料三維實體模型數(shù)值重構(gòu)算法及模型表征方法研究
    2.1 引言
    2.2 基于統(tǒng)計的優(yōu)化生長法
        2.2.1 二維顯微組織圖片二值化處理
        2.2.2 二維生長核分布與統(tǒng)計分析
        2.2.3 三維生長核分布及優(yōu)化
        2.2.4 三維空間生長
    2.3 連續(xù)增強SiC_(3D)/Al復(fù)合材料三維重構(gòu)模型表征方法
        2.3.1 兩相體積百分比含量
        2.3.2 兩點自相關(guān)函數(shù)
        2.3.3 線長
        2.3.4 分形維數(shù)
        2.3.5 兩相界面面積
    2.4 基于統(tǒng)計的優(yōu)化生長法可靠性驗證
        2.4.1 Micro-CT重構(gòu)模型
        2.4.2 重構(gòu)模型統(tǒng)計分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 連續(xù)增強SiC_(3D)/Al復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 連續(xù)增強SiC_(3D)/Al復(fù)合材料三維有限元模型重構(gòu)
    3.3 連續(xù)增強SiC_(3D)/Al復(fù)合材料單相本構(gòu)模型選取
        3.3.1 SiC本構(gòu)模型
        3.3.2 Al本構(gòu)模型
    3.4 動態(tài)力學(xué)性能數(shù)值模擬
        3.4.1 加載條件
        3.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    3.5 連續(xù)增強SiC_(3D)/Al復(fù)合材料優(yōu)化設(shè)計
        3.5.1 復(fù)合材料第二相材料的優(yōu)化設(shè)計
        3.5.2 復(fù)合材料體積百分比含量的優(yōu)化設(shè)計
        3.5.3 復(fù)合材料兩相分布特征的優(yōu)化設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第4章 復(fù)合材料三維有限元模型重構(gòu)軟件平臺
    4.1 引言
    4.2 基于MATLAB的三維實體模型重構(gòu)模塊
        4.2.1 顆粒增強復(fù)合材料模型重構(gòu)
        4.2.2 連續(xù)增強復(fù)合材料模型重構(gòu)
    4.3 基于ANSYS/LS-DYNA的三維有限元模型重構(gòu)模塊
    4.4 基于MATLAB的三維重構(gòu)模型評價與統(tǒng)計分析模塊
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤微觀結(jié)構(gòu)三維表征及其孔-滲時空演化模式數(shù)值分析[J]. 金毅,宋慧波,潘結(jié)南,鄭軍領(lǐng),祝一搏.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2013(S1)
[2]雙連續(xù)復(fù)合材料SiC/Fe-40Cr與SiC/Al2618合金干摩擦磨損行為的實驗研究與數(shù)值分析（英文）[J]. 姜瀾,姜艷麗,喻亮,蘇楠,丁友東.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(12)
[3]電子封裝用Al/Si/SiC復(fù)合材料的顯微組織與性能（英文）[J]. 朱曉敏,于家康,王新宇.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(07)
[4]互穿型金屬封裝SiC陶瓷復(fù)合裝甲的制備與界面結(jié)構(gòu)（英文）[J]. 劉桂武,倪長也,肖強偉,金峰,喬冠軍,盧天健.  稀有金屬材料與工程. 2011(12)
[5]采用隨機生長四參數(shù)生成法構(gòu)造黏土微觀結(jié)構(gòu)[J]. 李仁民,劉松玉,方磊,杜延軍.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2010(10)
[6]連續(xù)陶瓷基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 陳維平,黃丹,何曾先,王娟,梁澤欽.  硅酸鹽通報. 2008(02)
[7]基于圖象處理和傅里葉變換的三維多孔介質(zhì)重構(gòu)方法[J]. 趙凱,李強,宣益民.  工程熱物理學(xué)報. 2008(02)
[8]三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強金屬基復(fù)合材料的抗壓強度模型[J]. 王守仁,耿浩然,王英姿,惠林海.  復(fù)合材料學(xué)報. 2006(05)
[9]骨架結(jié)構(gòu)對SiC/Al雙連續(xù)相復(fù)合材料的影響[J]. 趙龍志,方志剛,曹小明,田沖,胡宛平,張勁松.  中國有色金屬學(xué)報. 2006(06)
[10]擠壓鑄造SiC／ZL109鋁合金雙連續(xù)相復(fù)合材料的凝固組織[J]. 趙龍志,曹小明,田沖,胡宛平,邢宏偉,張勁松.  金屬學(xué)報. 2006(03)

博士論文
[1]基于孔隙尺度的多孔介質(zhì)流動與傳熱機理研究[D]. 趙凱.南京理工大學(xué) 2010
[2]顆粒增強金屬基復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能的實驗研究與數(shù)值模擬[D]. 張江濤.武漢理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]SiC泡沫/Al雙連續(xù)相復(fù)合材料熱—結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬[D]. 張小蘭.華東交通大學(xué) 2012
[2]環(huán)氧樹脂基納米復(fù)合材料的摩擦磨損性能研究[D]. 陳杰.吉林大學(xué) 2008



本文編號：3612779