单向C/SiC复合材料热残余应力数值模拟研究

来源期刊：宇航材料工艺2017年第2期

论文作者：曹德胜 任成祖 张立峰 李远辰 李巾锭

文章页码：18 - 24

关键词：C/SiC复合材料;单胞模型;热残余应力;数值模拟;内聚力模型;

摘    要：连续纤维增韧陶瓷基复合材料制备过程中因纤维与基体线胀系数失配会产生热残余应力,从而导致纤维脱粘、基体开裂等现象,严重影响复合材料力学性能。本文针对CVI工艺制备的单向C/SiC复合材料,建立"纤维-界面-基体"单胞物理模型,基于细观力学分析方法对热残余应力分布规律进行预测,采用ABAQUS对材料制备过程进行数值模拟,揭示了界面厚度、纤维体积分数、制备温度等参数对纤维、基体热残余应力分布的影响规律,分析了热残余应力对复合材料力学性能的影响。研究结果能够为C/SiC复合材料的设计、分析及微纳力学性能试验提供理论支持。