陶瓷基复合材料各向异性损伤本构模型

发布时间：2017-12-16 14:09

  本文关键词：陶瓷基复合材料各向异性损伤本构模型

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【摘要】：碳纤维增强陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composite,简称CMC)克服了单相陶瓷的脆性,且保持了陶瓷的良好的耐高温特性,在航空航天领域具有广阔的应用前景。CMCs具有明显的各向异性,并且CMCs结构一般工作在高温环境下并承担复杂载荷,而复杂应力状态和高温环境会对CMCs的力学行为产生显著的影响。目前少有关考虑温度和复杂应力状态作用的CMCs各向异性本构模型公开报道,因此建立适用于复杂应力状态下的考虑温度影响的各向异性本构模型是本领域的重要课题。本文首先开展了针刺CMCs常温及高温下的0°拉伸、90°拉伸、面内剪切、压缩以及偏轴拉伸试验,获得了应力应变曲线。研究了各种载荷下的失效模式。在此基础上,采用连续介质损伤力学方法建立了包含拉伸剪切损伤变量的各向异性损伤本构模型。通过子程序将本构模型编入商用有限元软件,并采用该本构模型计算了针刺CMCs在常温和高温下的拉伸、剪切应力应变曲线,计算结果与试验曲线吻合较好。根据45°偏轴拉伸试验及计算结果,建立了考虑拉伸剪切损伤耦合关系的各向异性本构模型。该模型计算的30°偏轴拉伸曲线与实验值吻合较好,证明了该模型的合理性。最后通过带孔平板和涡轮叶片算例验证了该本构模型应用于复杂构件的可行性。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V250.2

【参考文献】

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1 Li Jun;Jiao Guiqiong;Wang Bo;Li Liang;Yang Chengpeng;;Damage characteristics and constitutive modeling of the 2D C/SiC composite: Part Ⅱ Material model and numerical implementation[J];Chinese Journal of Aeronautics;2015年01期

2 甄文强;王波;李潘;矫桂琼;;平纹编织C/SiC复合材料层合板偏轴拉伸性能研究[J];机械强度;2014年06期

3 李龙;高希光;史剑;宋迎东;;考虑孔隙的针刺C/SiC复合材料弹性参数计算[J];航空动力学报;2013年06期

4 刘伟先;周光明;高军;钱元;;考虑剪切非线性影响的复合材料连续损伤模型及损伤参数识别[J];复合材料学报;2013年06期

5 方光武;高希光;宋迎东;;单向纤维增强陶瓷基复合材料界面滑移规律[J];复合材料学报;2013年04期

6 李俊;矫桂琼;王波;王刚;;二维编织C/SiC复合材料非线性损伤本构模型与应用[J];复合材料学报;2013年01期

7 梁仕飞;矫桂琼;王波;;三维机织C/C-SiC复合材料弹性性能预测[J];复合材料学报;2011年01期

8 杨成鹏;矫桂琼;王波;;2D-C/SiC复合材料的拉伸损伤研究[J];航空材料学报;2010年06期

9 王锟;陈刘定;郑翔;;平纹编织C/SiC复合材料在室温和高温环境下的拉伸行为[J];航空材料学报;2010年01期

10 何柏林;孙佳;;碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展及应用[J];硅酸盐通报;2009年06期

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本文编号：1296297