针刺碳/碳复合材料细观力学建模及氧化行为研究

发布时间：2021-08-18 07:05

　　针刺碳/碳复合材料（Needle-punched carbon/carbon composites,简称NP C/C复合材料）是一种准三维的耐高温复合材料,该材料均衡了层间力学性能和制造成本,在热结构中有广泛应用前景。针刺工艺会在NP C/C复合材料中留下针孔,并造成针孔处局部纤维打断、打弯、挤偏等缺陷,这些缺陷直接影响了复合材料整体的刚度和强度性能,因此其力学性能预测模型应能准确反映出这些细观缺陷的影响。NP C/C复合材料通常用于在高温环境工作的结构,高温下的氧化会造成材料力学性能的大幅下降,其高温环境下的氧化行为及剩余刚度、强度等特性也是有待深入研究的课题。本文主要研究工作和成果如下:1)采用层去法获取了NP C/C复合材料一系列连续断面的细观图像,设计了一套磨削夹具以提高断面逐层打磨时的平行度和平面度,保证了断面图像的质量以及重构模型的精度。采用最大熵值法推导出合适的图像分割阈值,对图像的主要组分（纤维束、基体、孔洞）进行分割,经降噪和像素灰度二值化处理后得到纤维束/基体间明晰的边界。本方法可以有效处理C/C复合材料图像识别中纤维束和基体灰度值对比度低的难题。建立了基于灰度二值... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

包含椭球孔洞的简化C/C复合材料有限元模型

南京航空航天大学博士学位论文的高压气流经过的区域，其会将氧化后脆弱的纤维直接剥落下来，导致结构呈现出氧平整的现象。而升华是温度到达约 3500oC 时，碳基体等直接升华为碳蒸汽的物理现象机械剥蚀以及碳升华出现情况较少，研究的文献也较少，氧化问题仍然是重点关注的问C/C 复合材料发生的氧化反应主要包括以下几个步骤：氧气传输、吸附、反应、脱附，如图 1.5 所示[81]。

南京航空航天大学博士学位论文再跟随刺针上移，从而留在针刺孔位置，形成针刺纤维束。如图 1.7 所示，NP C/C 预制体通是由 0°和 90°碳布以及中间层短切纤维毡堆叠而成，在堆叠过程中进行逐层或多层穿刺，从将碳毡的纤维从面内转移到厚度方向上，起到增强层间性能的作用[108]。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3349437