超高温陶瓷复合材料动态劈拉力学性能研究

发布时间：2021-08-10 08:23

　　超高温陶瓷复合材料具有耐高温、密度低等优良特性,主要用于飞行器鼻锥、翼前缘等关键部位。严峻的服役环境要求材料要通过“高温”、“高速”两大关的“考验”。与材料的静态力学行为相比,冲击荷载作用下超高温陶瓷复合材料动态力学行为更为复杂,该方面的研究成果较少,其动态破坏机理与过程分析研究还不够成熟,因此,超高温陶瓷复合材料动态劈拉力学行为研究具有重要的科学意义。本文正是基于上述背景,以ZrB₂-SiC材料为研究对象,采用试验测试与数值模拟相结合的手段,开展该材料动态劈拉强度测试、动态本构模型修正与预报及破坏机理分析方面的研究工作,为高温、高速环境下超高温陶瓷复合材料的应用奠定基础。首先,开展超高温陶瓷复合材料动态劈拉力学性能的测试工作,并证试验方法的有效性,在此基础上研究超高温陶瓷复合材料动态劈拉力学特性,包括超高温陶瓷复合材料动态劈拉强度测试、动态应力随时间的变化规律及破坏模式与机理分析。结果表明随着应变率与加载速率的增加,该材料的动态劈拉强度逐渐增大,应力峰值不断升高,试件破坏碎片尺寸越来越小,碎片数量越来越多。其次,利用LS-DYNA有限元软件,基于试验结果,对JH... 

【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

动态拉伸强度因子随应变率的变化规律

图 1-2 灰岩试件内部应力波传播过程，陈学东[59]结合 ABAQUS 有限元软件和 3D 断裂，建立了三维和二维模型，对霍普金森压杆加载三点弯曲模拟，与试验结果相比，发现三维有限元的计算结果比二可靠。陈素文[60]在动态压缩强度和动态拉伸强度试验基础适用于玻璃材料的本构模型 JH-1 本构模型、JH-2 本构模011JH 模型，并利用该试验结果和其他学者的研究结果拟发现动态压缩和拉伸都出现了应变率效应。研究基础上，各学者对混凝土、岩石等脆性材料的动态力与试验结果对比，并得到较好的吻合，数值模拟方法的可超高温陶瓷复合材料在数值分析等方面提供了有力支撑[61]在参考 ASTM 及其他国内外陶瓷材料拉伸标准的基础缺氧环境下超高温陶瓷拉伸强度的测试方法。对室温、高

贵州大学硕士学位论文破坏机理，验证 JH-2 模型的可靠性。1.3.2 本文创新点本文主要创新点如下：（1）通过超高温陶瓷复合材料动态劈拉力学性能测试工作，揭示了应变率对超高温陶瓷复合材料动态劈拉强度及破坏形态的影响规律。（2）建立了 JH-2 修正模型，预报了超高温陶瓷复合材料动态劈拉强度，再现了动态劈拉破坏过程。1.3.3 主要研究路线


本文编号：3333830