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.pdf

1、針刺陶瓷基復(fù)合材料不僅改善了二維編織陶瓷基復(fù)合材料層間強(qiáng)度，而且比三維編織陶瓷基復(fù)合材料的工藝簡(jiǎn)單、成本低，是一種極有發(fā)展?jié)摿Φ膹?fù)合材料。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)針刺陶瓷基復(fù)合材料的制備工藝和靜強(qiáng)度試驗(yàn)開展了大量的研究，但是針對(duì)該材料的本構(gòu)關(guān)系與失效模型研究較少。因此對(duì)其本構(gòu)關(guān)系與失效模型的研究有著積極的工程意義與應(yīng)用價(jià)值。
　　根據(jù)針刺C/SiC復(fù)合材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)照片，建立了針刺C/SiC復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析模型，采用有限元法對(duì)其彈性性能

2、進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，吻合較好，最后分析了工藝參數(shù)對(duì)彈性性能的影響。對(duì)于孔隙率，采用金相法與排水法測(cè)量開孔孔隙率，采用密度法計(jì)算總孔隙率，并將孔隙折減到相應(yīng)的基體模量中，最后將折減后的模量代入模型進(jìn)行彈性性能預(yù)測(cè)。
　　在建立的細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，對(duì)針刺C/SiC復(fù)合材料拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行了理論模擬和實(shí)驗(yàn)研究。采用細(xì)觀力學(xué)模型、基體初始開裂模型、纖維失效統(tǒng)計(jì)學(xué)模型和剪滯理論來(lái)模擬針刺C/SiC復(fù)合材料中的基體和纖維束

3、失效，同時(shí)引入相應(yīng)的破壞準(zhǔn)則與剛度折減準(zhǔn)則，分析了加載過(guò)程中的失效演化，得到了材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。
　　基于連續(xù)損傷力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)曲線，建立了針刺C/SiC復(fù)合材料損傷演化的本構(gòu)方程。首先依據(jù)理論推導(dǎo)出本構(gòu)方程和損傷演化方程；然后根據(jù)細(xì)觀力學(xué)模型計(jì)算出的彈性性能參數(shù)以及試驗(yàn)曲線確定方程中的參數(shù)，并將模型寫入Matlab和Ansys二次開發(fā)(UPFs)中進(jìn)行模擬驗(yàn)證；最后根據(jù)建立的本構(gòu)模型對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分