C/SiC復(fù)合材料具有低密度、耐高溫、抗燒蝕和耐磨性等優(yōu)異特性,已成為航空、航天等國防和工業(yè)領(lǐng)域中不可或缺的結(jié)構(gòu)備選材料。材料復(fù)雜的制備工藝過程導(dǎo)致其內(nèi)部存在大量的缺陷,微細(xì)觀幾何特征復(fù)雜。在外載荷作用下,材料內(nèi)部出現(xiàn)依賴于載荷的隨機(jī)微缺陷擴(kuò)展,造成材料的損傷和性能退化,材料宏觀力學(xué)性能非線性顯著、對應(yīng)力狀態(tài)敏感且伴隨著明顯的離散性特征。針對材料的微結(jié)構(gòu)特征與力學(xué)行為特征,本文發(fā)展了材料本構(gòu)模型及不確定性表征方法,實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析的可靠性評價。本文首先設(shè)計(jì)了二維編織C/SiC復(fù)合材料力學(xué)實(shí)驗(yàn),通過應(yīng)變片和數(shù)字圖像技術(shù)兩種方法獲取試件應(yīng)變,得到材料在簡單和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)非線性和離散性行為特征。通過建立的宏觀非線性本構(gòu)模型,模擬了在不同應(yīng)力狀態(tài)下材料損傷狀態(tài)和非彈性應(yīng)變演化的規(guī)律,實(shí)現(xiàn)了材料非線性力學(xué)行為的特征。選擇材料初始性能和損傷演化過程中的參數(shù)為不確定性參數(shù),采用概率統(tǒng)計(jì)的方式量化不確定性參數(shù)的變化區(qū)間;通過確認(rèn)的材料不確定性本構(gòu)模型模擬了多種載荷下材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比,驗(yàn)證了材料力學(xué)行為不確定性表征方法的有效性,實(shí)現(xiàn)了C/SiC復(fù)合材料力學(xué)行為離散性的定量化...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 基于陶瓷基復(fù)合材料的宏觀本構(gòu)模型研究
        1.2.2 材料力學(xué)行為離散性研究
        1.2.3 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的解析
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 C/SiC損傷演化及本構(gòu)模型
    2.1 引言
    2.2 基于熱力學(xué)的本構(gòu)模型
        2.2.1 損傷演化
        2.2.2 非彈性應(yīng)變演化
    2.3 本構(gòu)模型參數(shù)標(biāo)定
        2.3.1 試驗(yàn)方法
        2.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法
        2.3.3 參數(shù)標(biāo)定方法
    2.4 數(shù)值計(jì)算方法
    2.5 本構(gòu)模型試驗(yàn)驗(yàn)證
    2.6 典型結(jié)構(gòu)件的有限元模擬
    2.7 本章小結(jié)
第3章 C/SiC材料不確定性建模方法
    3.1 引言
    3.2 不確定性來源及建模
    3.3 重復(fù)試驗(yàn)樣本獲取
    3.4 不確定性參數(shù)的量化
        3.4.1 材料初始性能參數(shù)表征
        3.4.2 損傷演化過程不確定性參數(shù)表征
    3.5 建模方法的驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 本構(gòu)模型誤差表征方法
    4.1 引言
    4.2 本構(gòu)模型誤差方法
    4.3 高斯過程回歸原理
        4.3.1 預(yù)測
        4.3.2 協(xié)方差函數(shù)
    4.4 模型超參數(shù)標(biāo)定
    4.5 基于有限元的本構(gòu)模型誤差表征
        4.5.1 帶孔板拉伸力學(xué)行為模擬
        4.5.2 典型環(huán)框結(jié)構(gòu)件力學(xué)行為模擬
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3844499