本文關(guān)鍵詞：熱防護系統(tǒng)面板材料拉伸和疲勞行為的實驗研究

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【摘要】：熱防護系統(tǒng)面板材料是關(guān)系到高超聲速飛行器安全的關(guān)鍵熱防護技術(shù),因此對于熱防護系統(tǒng)面板材料性能的研究十分關(guān)鍵。陶瓷基復合材料具有耐高溫及穩(wěn)定性好等優(yōu)點,因而成為高超聲速飛行器最重要的熱防護材料。本文分別針對兩種不同的陶瓷基復合材料(2維編織碳纖維增強碳化硅基復合材料,莫來石纖維增強硅氧鋁基復合材料)通過MTS材料試驗機對其性能進行試驗研究。首先,對兩種材料的試樣在室溫下進行單向拉伸試驗,處理得到兩種材料拉伸試驗的應力-應變曲線、彈性模量和極限應力等特性,通過對應力-應變曲線的擬合總結(jié)出該材料在受到拉伸載荷直至斷裂破壞過程中應力-應變關(guān)系的規(guī)律。然后,通過升降法對兩種材料進行疲勞試驗,將所得到每個試件的循環(huán)加載壽命、加載應力水平等參數(shù)進行整理并計算得出兩種材料的疲勞極限,并給出了兩種材料常溫雙參數(shù)應力-疲勞壽命模型,分析了兩種材料的疲勞特征。進一步分析在疲勞試驗中不同試驗完成形式的試件剛度等力學性能在實驗過程中的變化;不同的加載頻率、加載應力級等加載條件對材料剛度等力學性能的影響及變化趨勢;疲勞試驗前、中、后期材料剛度、極限應力等性能的變化,將所有實驗所得到的彈性模量進行正態(tài)分布判定。最后,對具有代表性的試件的斷口進行SEM電鏡觀測,觀察不同斷裂形式試件斷口的特點,對比分析斷口之間特點的相同與不同之處,進而討論材料在拉伸載荷下形成損傷、發(fā)展、并最終導致整體失效的損傷演化過程。
【關(guān)鍵詞】：熱防護 陶瓷基復合材料 試驗 力學性能 疲勞極限
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V250.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 本論文研究的目的和意義10-12
• 1.2 熱防護材料的疲勞實驗背景及現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 1.3.1 試驗部分15
• 1.3.2 分析部分15-16
• 第2章 二維編織碳纖維增強碳化硅基復合材料的常溫疲勞試驗16-38
• 2.1 試驗材料與方法16-20
• 2.1.1 試樣的設計16-17
• 2.1.2 試樣的制備17
• 2.1.3 試樣的加強片和粘貼17-18
• 2.1.4 試驗設備同軸度評價18-20
• 2.2 拉伸試驗20-22
• 2.2.1 拉伸試驗結(jié)果21-22
• 2.3 常溫疲勞試驗22-27
• 2.3.1 升降法23-25
• 2.3.2 疲勞試驗結(jié)果25-27
• 2.4 實驗結(jié)果與分析27-34
• 2.4.1 材料常溫應力-應變模型27-29
• 2.4.2 疲勞試驗中材料性能的變化29-30
• 2.4.3 加載頻率對材料性能的影響30-31
• 2.4.4 加載應力水平對材料性能的影響31-32
• 2.4.5 疲勞試驗對材料性能的影響32-34
• 2.5 SEM電鏡分析34-38
• 第3章 莫來石增強硅氧鋁基復合材料的常溫疲勞試驗38-60
• 3.1 試驗的試樣38-41
• 3.1.1 試樣的設計38
• 3.1.2 試樣的合理性驗證38-39
• 3.1.3 試樣的制備39-40
• 3.1.4 試樣的加強片和粘貼40-41
• 3.2 常溫拉伸試驗41-43
• 3.2.1 拉伸試樣的外觀41
• 3.2.2 拉伸試樣的尺寸41-42
• 3.2.3 應變片的的粘貼42
• 3.2.4 常溫下試樣的拉伸42-43
• 3.3 高溫拉伸試驗43-44
• 3.3.1 拉伸試樣的外觀43
• 3.3.2 拉伸試樣的尺寸43
• 3.3.3 高溫下試樣的拉伸43-44
• 3.4 拉伸試驗結(jié)果對比44-46
• 3.5 常溫疲勞試驗46-50
• 3.5.1 常溫疲勞試驗方法及參數(shù)46
• 3.5.2 升降法46-48
• 3.5.3 疲勞試驗結(jié)果48-50
• 3.6 試驗分析50-56
• 3.6.1 材料常溫本構(gòu)模型50-52
• 3.6.2 疲勞試驗中材料性能的變化52-53
• 3.6.3 加載頻率對材料性能的影響53-54
• 3.6.4 加載應力級對材料性能的影響54-55
• 3.6.5 疲勞試驗對材料性能的影響55-56
• 3.7 SEM分析56-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻62-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 魯芹;胡龍飛;羅曉光;姜貴慶;;高超聲速飛行器陶瓷復合材料與熱結(jié)構(gòu)技術(shù)研究進展[J];硅酸鹽學報;2013年02期

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本文編號：734750