陶瓷基復(fù)合材料（Ceramic Matrix Composites,簡稱CMCs）是一種高溫力學(xué)性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)材料,近年來被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。螺栓聯(lián)接是CMCs結(jié)構(gòu)中最為常見的一種機(jī)械連接形式。如何確保螺栓連接結(jié)構(gòu)在服役過程中不發(fā)生破壞和失效,是CMCs結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要課題。CMCs螺栓擁有復(fù)雜的細(xì)觀結(jié)構(gòu),其失效與細(xì)觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。但是目前對(duì)CMCs螺栓失效的研究沒有充分考慮細(xì)觀結(jié)構(gòu)的影響,不能準(zhǔn)確地預(yù)測CMCs螺栓的失效行為。本文通過試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算的方法研究CMCs螺栓的細(xì)觀失效機(jī)理,并開展細(xì)觀損傷的數(shù)值模擬方法研究,具有重要的工程意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。論文首先通過X光計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（X-ray Computer Tomography,簡稱XCT）觀測CMCs螺栓的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上建立CMCs螺栓細(xì)觀有限元模型,并采用漸進(jìn)損傷模型實(shí)現(xiàn)了CMCs螺栓的失效分析,預(yù)測了CMCs螺栓在拉伸載荷下的失效載荷、失效模式和損傷演化過程。然后開展CMCs螺栓室溫下的軸向拉伸試驗(yàn),通過數(shù)字圖像相關(guān)（Digital Image Correlation,簡稱DIC）技術(shù)采集試驗(yàn)中的位移數(shù)據(jù),并... 

【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)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 針刺陶瓷基復(fù)合材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 陶瓷基復(fù)合材料螺栓的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 漸進(jìn)損傷方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究工作
第二章 CMCs螺栓多尺度漸進(jìn)損傷計(jì)算
    2.1 引言
    2.2 針刺CMCs螺栓的宏細(xì)觀一體化有限元模型
        2.2.1 針刺CMCs預(yù)制體模型
        2.2.2 針刺CMCs螺栓模型
        2.2.3 針刺CMCs螺栓有限元模型
        2.2.4 接觸設(shè)置
    2.3 漸進(jìn)損傷模型
        2.3.1 材料參數(shù)和本構(gòu)模型
        2.3.2 失效準(zhǔn)則
        2.3.3 材料退化模型
        2.3.4 應(yīng)力分析模型
        2.3.5 求解器的選擇
        2.3.6 最終失效評(píng)價(jià)方式
    2.4 本章小結(jié)
第三章 針刺CMCs螺栓拉伸試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)方案
        3.2.1 試驗(yàn)件及試驗(yàn)設(shè)備
        3.2.2 DIC測量系統(tǒng)
        3.2.3 試驗(yàn)過程
    3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
        3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 CMCs螺栓失效分析及應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算結(jié)果分析
    4.3 不考慮細(xì)觀結(jié)構(gòu)的CMCs螺栓失效計(jì)算
        4.3.1 針刺CMCs螺栓的宏觀漸進(jìn)損傷計(jì)算
        4.3.2 宏細(xì)觀結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果對(duì)比
    4.4 CMCs螺栓失效計(jì)算的應(yīng)用
        4.4.1 CMCs螺栓應(yīng)用場景
        4.4.2 擰緊扭矩和松動(dòng)扭矩計(jì)算
    4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 本文的主要工作和總結(jié)
    5.2 今后的研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]復(fù)雜預(yù)制體陶瓷基復(fù)合材料疲勞失效機(jī)理及多尺度模擬[D]. 方光武.南京航空航天大學(xué) 2016

碩士論文
[1]三維針刺C/C復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)建模及力學(xué)性能預(yù)測[D]. 張盼.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[2]針刺陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)模擬及驗(yàn)證[D]. 史劍.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3165340