轴编炭/炭复合材料组分材料的微细观热结构特性分析

发布时间：2021-04-10 23:34

　　为研究轴编炭/炭（C/C）复合材料组分材料的微细观热结构特性,开展了复合材料和组分材料纤维束的微细观形貌表征实验。推导立方体单胞和正六棱柱单胞温度周期性边界条件的表达式,建立了组分材料纤维束的代表性体积单元（RVE）计算模型;以均匀化理论和周期性边界条件为基础,在各向同性材料计算模型上验证了所提预测等效热结构参数方法的正确性;研究轴编C/C复合材料纤维束不同类型RVE模型的热结构特性,与实验数据进行了对比分析。结果表明:利用扫描电镜可以得到轴编C/C复合材料和组分材料纤维束的微细观形貌特征,纤维单丝在纤维束内是随机任意分布的状态;通过提出的预测等效热结构参数方法分析了纤维束不同RVE模型的计算精度,该方法也同样适合于其他复合材料等效热结构性能的计算;纤维束RVE模型等效热结构参数在横向满足各向同性的性质。 

【文章来源】：兵工学报. 2020,41(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

增强体示意图

图2 增强体示意图图4是纤维束中纤维单丝微观形貌，从中可知纤维单丝在纤维束增强体内是随机任意分布，纤维单丝周围由基体组织包围，纤维单丝之间较紧密一些。图5是纤维单丝的微观表征形貌，从中可以观测到纤维单丝的表面形态，是不规则的石墨微晶片层结构。纤维单丝的截面近似为圆形，内部的成分石墨由中心向外形成条纹，纤维单丝的外部是基体炭。

通过组分材料纤维束的微细观表征实验可知纤维单丝在纤维束内为随机性分布，每根单丝的横截面可以近似为直径相同的圆形。因此，在纤维束微细观形貌观测实验的基础上，可以为纤维束RVE模型的建立提供直观依据。本文提出在微细观尺度建立纤维束的RVE计算模型，来分析纤维束的热结构性能，提出纤维束微细观热结构性能的研究方法。图5 纤维单丝显微形貌(放大3 000倍)

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3130536