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陶瓷基复合材料的基体失效模型

专 业: 航空宇航推进理论与工程
关键词: 陶瓷基复合材料 失效模型 基体开裂 裂纹扩展 静载荷
分类号: V250.1  V257.2
形 态: 共 99 页 约 64,845 个字 约 3.102 M内容
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内容摘要


本文对单向连续纤维增强陶瓷基复合材料在静载荷下的基体失效模型进行了研究。

采用断裂力学和统计力学两种方法分析研究了基体长裂纹稳态扩展、在长裂纹稳态扩展中加入短裂纹非稳态扩展影响和基体的随机开裂等三类基体失效模型。

其中长裂纹稳态扩展模型是根据基体开裂过程中基体应变能保持临界值不变的特性采用临界基体应变能准则判定裂纹的扩展,得到了基体裂纹间距随载荷的逐渐演化规律。

文中随后在长裂纹稳态开裂的裂纹相干性模型中加入了短裂纹非稳态开裂的影响,采用应变能释放率作为基体裂纹扩展的判据,并进行了计算机模拟。

本文重点研究了基体的随机开裂,提出了模拟基体随机开裂的蒙特卡罗方法,进行了公式推导,得到了基体开裂过程中裂纹数量、位置等随机变量,模拟结果和国外文献数据拟和良好。

最后将三种模型与经典的剪切滞后模型结合得到纤维增强陶瓷基复合材料本构关系,预测出基体开裂段的应力应变曲线,并分别讨论了各因素对应力应变曲线的影响。

模型的验证方面,将三种理论模型得到的应力应变曲线与国外文献实验数据和本文开展的C/SiC材料拉伸实验数据分别进行拟和、比较和分析,并确定模型中相应的参数。

结果证明,三种模型均能体现出应力应变曲线上基体开裂段的连续性和非线性特征,但由于参数调节能力的不同,各有利弊..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:图表清单、注释表
承诺书
第一章 绪 论
第二章 长裂纹稳态开裂的基体失效模型
第三章 裂纹相干性模型
第四章 蒙特卡罗法模拟陶瓷基复合材料的基体随机开裂
第五章 陶瓷基复合材料基体失效模型的验证、比较和分析
第 六 章 全文总结
参 考 文 献

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中图分类: > V250.1 > 航空、航天 > 航空 > 航空用材料 > 一般性问题
其他分类: > V257.2 > 航空、航天 > 航空 > 航空用材料 > 金属和非金属复合材料

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