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《西北工业大学》 2005年
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2D-C/SiC复合材料的弹性常数预测及失效模式研究

张增光  
【摘要】:2D-C/SiC复合材料是随着航空航天技术的发展而崛起的一种新型高温结构材料。一方面,它克服了单一陶瓷材料脆性断裂的缺点,提高了材料的断裂韧性;另一方面,它保持了陶瓷基体耐高温、低膨胀、低密度、热稳定性好的优点,已成为极具发展前景的新一代高温热结构材料。因此,对其力学性能进行研究显得极为紧迫。 本文根据2D-C/SiC复合材料的的细观结构及其制备工艺特点,提出一种新的预测该材料纵向弹性模量的单胞模型。模型充分考虑了编织结构复合材料中的纤维束弯曲和CVI工艺制备陶瓷基复合材料产生的孔洞对复合材料纵向弹性模量的影响,并分别讨论了基体性能、纤维性能以及纤维体积含量对2D—C/SiC复合材料纵向弹性模量的影响。模型计算的理论值与试验结果吻合较好。论文对2D—C/SiC复合材料的拉伸、压缩、剪切等常规力学性能进行了系统试验,探讨了试件设计、夹具设计及试验装置、试验过程、断口形貌等内容,并针对2D—C/SiC的材料和结构特点,对试验的一些细微环节进行改进。文中探讨了编织陶瓷基复合材料的增韧机制和破坏机理,结合2D—C/SiC复合材料的加卸载曲线,分析了拉伸、压缩、剪切试验的力学行为,给出了剪切非线性的应力应变关系表达式:并根据断口形貌和SEM电镜照片,研究了各种试验的失效模式及破坏机理。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB332

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【引证文献】
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1 陶永强;矫桂琼;王波;常岩军;;搭接长度对Z-pins增强陶瓷基复合材料接头连接性能的影响[J];材料科学与工程学报;2008年04期
2 史姣红;李玉龙;刘元镛;索涛;;超高速碰撞下C-SiC复合材料双层防护结构的力学特性[J];高压物理学报;2012年01期
3 陶永强;矫桂琼;王波;常岩军;;Z-pins对2D编织陶瓷基复合材料搭接接头连接性能的影响[J];航空材料学报;2008年06期
4 李丽霞;王琦;;襟翼热力耦合试验方法及有限元模拟研究[J];强度与环境;2012年03期
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1 王振剑;氧化环境下陶瓷基复合材料力学性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 陶永强;Z-pins增强陶瓷基复合材料接头的连接性能[D];西北工业大学;2007年
3 刘明爽;C/SiC复合材料动态压缩力学性能实验研究[D];西北工业大学;2007年
4 刘伟峰;SiC_f/SiC复合材料的制备及导热性能研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 史剑;针刺陶瓷基复合材料应力应变响应模拟及验证[D];南京航空航天大学;2012年
【参考文献】
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1 刘文川;热结构复合材料的制备及应用[J];材料导报;1994年02期
2 何新波,杨辉,张长瑞,周新贵;连续纤维增强陶瓷基复合材料概述[J];材料科学与工程;2002年02期
3 焦亚男,李嘉禄;三维编织复合材料的制造工艺和性能特点[J];产业用纺织品;1998年02期
4 刘萝威;用于火箭发动机的陶瓷基复合材料涡轮整体叶盘[J];飞航导弹;2002年04期
5 孙慧玉,吴长春,卞恩荣;三维编织复合材料面内刚度和强度性能研究[J];复合材料学报;1998年04期
6 钟智丽,苏大伟;编织结构复合材料的编织技术与成型工艺[J];纺织科学研究;1995年02期
7 邹世钦,张长瑞,周新贵,曹英斌;碳纤维增强SiC陶瓷复合材料的研究进展[J];高科技纤维与应用;2003年02期
8 周洋,袁广江,徐荣九,杜林虎,李宏泉,陈大明;高温结构陶瓷基复合材料的研究现状与展望[J];硅酸盐通报;2001年04期
9 侯向辉,李贺军,刘应楼,康沫狂;先进陶瓷基复合材料制备技术-CVI法现状及进展[J];硅酸盐通报;1999年02期
10 邹武,张康助,张立同;陶瓷基复合材料在火箭发动机上的应用[J];固体火箭技术;2000年02期
【共引文献】
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1 王伟力,宋里宏,曲晓燕;玻璃纤维复合材料用于桥梁的可行性[J];工程塑料应用;2002年10期
2 王志刚;杨耀臣;马文锁;;三维多向编织复合材料力学性能单胞几何模型的研究进展[J];安阳工学院学报;2009年02期
3 汤精明;王小明;;CVI法制备SiC_p/SiC复合材料的力学性能研究[J];兵器材料科学与工程;2007年06期
4 杨大祥;宋永才;;先驱体法制备连续SiC纤维的特性及其应用[J];兵器材料科学与工程;2007年06期
5 索涛;李玉龙;刘明爽;;二维C/SiC复合材料高温压缩力学行为研究[J];兵工学报;2010年04期
6 陈作荣,诸德超,陆萌;基于理想界面的均匀化方法[J];北京航空航天大学学报;2000年05期
7 卢子兴;杨振宇;刘振国;;三维四向编织复合材料结构模型的几何特性[J];北京航空航天大学学报;2006年01期
8 万玉慧,徐永东,潘文革,张立同 ,成来飞;反应熔体浸渗法制备C/SiC复合材料的结构与力学性能[J];玻璃钢/复合材料;2005年05期
9 孙江;肖琪;;考虑纤维波动[+φ/-φ]缠绕角管件的轴向弹性模量计算方法[J];玻璃钢/复合材料;2006年01期
10 孙其永;李嘉禄;焦亚男;;三维编织物的缝合连接技术研究[J];玻璃钢/复合材料;2008年03期
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1 吴德隆;沈怀荣;;纺织结构复合材料的力学性能研究[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
2 燕瑛;鞠树生;成传贤;章怡宁;杨旭;;纺织复合材料性能评定与分析[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
3 管国阳;矫桂琼;潘文革;张增光;;2D-C/SiC复合材料的力学行为模拟[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
4 曾涛;方岱宁;;三维四向编织复合材料非线性响应及失效分析[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
5 刘双;陈孝鹏;张博明;;3D编织/RTM复合材料在带法兰圆筒壳结构中的应用研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
6 李国栋;熊翔;陈招科;曾玉林;;双梯度多层TaC/SiC复合涂层的结构及其低应力分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
7 刘韡;矫桂琼;管国阳;常岩军;;Z向增强陶瓷基复合材料拉伸性能研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
8 武文明;成来飞;张立同;徐永东;王广;;3D C/SiC复合材料热辐射性能研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
9 李树杰;卢越焜;刘洪丽;毛样武;陈志军;;采用聚碳硅烷与活性填料连接C_f/SiC[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
10 王波;矫桂琼;卢智先;常岩军;;陶瓷基复合材料圆环拉伸试验分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
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1 党旭丹;X-cor夹层结构制备与力学性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 黄富华;周期性复合材料有效性能的均匀化计算[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 张鸿;陶瓷基复合材料结构失效机理及模型研究[D];南京航空航天大学;2009年
4 马彦;PIP法C_f/SiC复合材料组成、结构及性能高温演变研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 王晓丽;粉末冶金法制备Nb-Si难熔合金及其组织演变与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 孙杰;编织复合材料结构与材料一体化优化设计[D];南京航空航天大学;2010年
7 李龙彪;长纤维增强陶瓷基复合材料疲劳损伤模型与寿命预测[D];南京航空航天大学;2010年
8 黄霞;各向异性材料动态本构模型及其在脉冲X射线辐照下的二维热-力学效应研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 张玲洁;颗粒、晶须强韧化碳化硅陶瓷及在密封环中的应用[D];浙江大学;2012年
10 徐艳华;双轴向交织纬编针织复合材料加工制造及其拉伸性能研究[D];东华大学;2011年
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1 汪昭君;新型三维编织体结构的开发研究[D];江南大学;2010年
2 朱潇怡;纳米TiN/SiCw增强碳化硅陶瓷的制备[D];浙江大学;2011年
3 杨亮;纳米复相高温抗热震陶瓷的制备技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
4 廖赛超;现代中国陶瓷玩具的设计发展方向研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
5 力国民;氧化锆纳米粉体的制备及其烧结性能研究[D];武汉理工大学;2011年
6 李娜;反应烧结SiC/B_4C复相陶瓷的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2011年
7 王继明;含烯丙基的聚碳硅烷的合成与表征[D];内蒙古大学;2011年
8 孙晓强;三维编织复合材料几何建模及界面损伤力学研究[D];山东轻工业学院;2011年
9 郭静斐;Al_2O_3/Cu复合陶瓷的制备及其性能研究[D];郑州大学;2011年
10 李香兰;平纹编织C/SiC复合材料的力学性能[D];南昌大学;2011年
【同被引文献】
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1 郭领军,李贺军,李克智;短碳纤维复合材料中纤维均匀化技术的研究现状[J];兵器材料科学与工程;2003年06期
2 蒋培清,陈东生,李艰;纤维增强复合材料的界面力学性能测定方法[J];玻璃钢/复合材料;1997年06期
3 王新峰,周光明,周宏,赵谦;三维机织弯交复合材料细观结构研究及弹性性能分析[J];玻璃纤维;2003年02期
4 张立泉;蒋云;郭洪伟;匡宁;周光明;董伟锋;;2.5D编织复合材料弹性性能的分析和实验验证[J];玻璃纤维;2006年04期
5 侯来广,王慧,曾令可;陶瓷材料传统的表面改性技术[J];山东陶瓷;2004年03期
6 刘孝敏,胡时胜;应力脉冲在变截面SHPB锥杆中的传播特性[J];爆炸与冲击;2000年02期
7 胡时胜,王道荣;冲击载荷下混凝土材料的动态本构关系[J];爆炸与冲击;2002年03期
8 李英雷,胡时胜,李英华;A95陶瓷材料的动态压缩测试研究[J];爆炸与冲击;2004年03期
9 陶俊林,李玉龙,田常津,陈裕泽,李思忠,潘志亮,谢若泽;10~4s~(-1)应变率下SHPB系统实验相关问题探讨[J];爆炸与冲击;2004年03期
10 陶俊林,田常津,陈裕泽,陈刚,张方举,李思忠,黄西成;SHPB系统试件恒应变率加载实验方法研究[J];爆炸与冲击;2004年05期
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1 汪庆桃;张庆明;贾培德;;超高速碰撞碳纤维增强复合材料的数值模拟[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
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1 殷小玮;3D C/SiC复合材料的环境氧化行为[D];西北工业大学;2001年
2 王波;三维编织复合材料力学行为研究[D];西北工业大学;2003年
3 郑锡涛;三维编织复合材料细观结构与力学性能分析[D];西北工业大学;2003年
4 阎军;超轻金属结构与材料性能多尺度分析与协同优化设计[D];大连理工大学;2007年
5 栾新刚;3D C/SiC在复杂耦合环境中的损伤机理与寿命预测[D];西北工业大学;2007年
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1 方晖;热压辅助先驱体裂解制备C_f/SiC,Si_3N_4复合材料的研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 魏玺;3D C/SiC复合材料氧化机理分析及氧化动力学模型[D];西北工业大学;2004年
3 万玉慧;C/SiC复合材料及其构件的制备与力学性能[D];西北工业大学;2005年
4 汪清;C/SiC复合材料连接接头应力与破坏形式数值分析[D];西北工业大学;2005年
5 周小祥;复合材料板冲击拉伸性能的实验研究与数值模拟[D];西北工业大学;2005年
6 常岩军;三维机织陶瓷基复合材料力学行为研究[D];西北工业大学;2006年
7 李元章;灰岩及纤维混凝土的动态压缩力学性能实验研究[D];武汉理工大学;2006年
8 高建辉;三维机织复合材料结构振动分析技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
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10 袁义云;含孔隙陶瓷基复合材料基体的力学性能和失效问题研究[D];南京航空航天大学;2008年
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1 梁恒亮;舒卫国;宋旻键;张勇;王振苏;高颂;;搭接长度对玻璃钢复合材料拉伸强度的影响[J];航空制造技术;2009年S1期
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1 王铸钢;材料动态强度的试验研究、数值模拟与机理探讨[D];清华大学;2010年
2 余小青;复合材料双面搭接接头力学性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 匡国强;Z-pin增韧复合材料层压板面内性能预测[D];上海交通大学;2009年
【二级参考文献】
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1 燕瑛;纺织结构复合材料强度性能的研究[J];北京航空航天大学学报;1996年06期
2 李理,杨丰科,侯耀永;纳米颗粒复合陶瓷材料[J];材料导报;1996年04期
3 吕杰,刘伯操,张立同;晶种对自增韧Si_3N_4显微结构和性能的影响[J];材料工程;2000年04期
4 刘荣军,周新贵,张长瑞,曹英斌;CVD法制备SiC先进陶瓷材料研究进展[J];材料工程;2002年07期
5 李世波,温广武,张宝生;添加TiB_2对Ti-B-C复相陶瓷性能的影响[J];材料科学与工艺;2002年01期
6 王志宏,杨晓鸿,王齐祖;可持续发展与环境材料[J];大自然探索;1996年03期
7 李凤梅,管葆青,赵家培;自增韧热压氮化硅陶瓷的研究[J];复合材料学报;1997年02期
8 罗学涛,张立同;氮化硅陶瓷自增韧技术进展[J];复合材料学报;1997年03期
9 庞宝君,杜善义,韩杰才;三维四向编织复合材料细观组织及分析模型[J];复合材料学报;1999年03期
10 李嘉禄,阎建华,萧丽华;纺织复合材料预制件的几种织造技术[J];纺织学报;1994年11期
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1 高希光;宋迎东;孙志刚;;陶瓷基复合材料高精度宏细观统一本构模型研究[J];航空动力学报;2008年09期
2 刘韡;矫桂琼;管国阳;常岩军;;Z-pin增强陶瓷基复合材料拉伸性能及损伤研究[J];机械强度;2008年02期
3 杜善义,韩杰才,李文芳,顾震隆;陶瓷基复合材料的发展及在航空宇航器上的应用前景[J];宇航材料工艺;1991年05期
4 林广涌,雷廷权,周玉;氧化物陶瓷基复合材料中晶须/基体界面的特性及作用[J];无机材料学报;1995年03期
5 李辉;陈俊华;陈广立;耿浩然;陈茂爱;;陶瓷基复合材料焊接技术研究进展[J];焊接技术;2007年02期
6 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
7 贾德昌;周玉;;陶瓷材料抗热震性研究进展[J];材料科学与工艺;1993年04期
8 朱时珍,刘以成,于晓东;SiC长纤维增强玻璃陶瓷基复合材料的研究[J];北京理工大学学报;2000年02期
9 李世波,徐永东,张立同;碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的研究进展[J];材料导报;2001年01期
10 高瑞平;2004年国家技术发明奖一等奖与材料科学基础研究[J];自然科学进展;2005年07期
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7 汤爱平;关海燕;武一雪;;采空区汽车荷载作用下的路基基础破坏机理初步分析[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
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10 程添乐;夏源明;;纤维陶瓷基复合材料拉伸的细观Monte Carlo数值模拟——饱和裂纹及其与组分材料力学性能的关系[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
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1 ;陶瓷基复合材料制品生产技术[N];中国矿业报;2000年
2 蒋建科;张立同:十年磨一剑[N];人民日报海外版;2005年
3 ;十年一剑铸辉煌[N];中国高新技术产业导报;2005年
4 记者 杨永林;替代金属材料:比铝轻比钢强[N];光明日报;2005年
5 古新萍;国防科技工业战线的一面旗帜[N];大众科技报;2005年
6 孙秀岭;崭新的科研理念[N];中国信息报;2005年
7 记者 杨耀青;我市10个项目获2840万元[N];西安日报;2011年
8 蒋建科;千锤百炼始成金[N];人民日报;2005年
9 本报记者 党朝晖 王鸣琦 本报通讯员 黄迪民 李彩香;一生铸“陶瓷”志坚心更痴[N];陕西日报;2005年
10 本报记者 蔡若愚;半路杀出来的“巴克纸”[N];中国经济导报;2008年
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1 张鸿;陶瓷基复合材料结构失效机理及模型研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 李龙彪;长纤维增强陶瓷基复合材料疲劳损伤模型与寿命预测[D];南京航空航天大学;2010年
3 李玉峰;硫酸盐自润滑陶瓷基复合材料的制备与摩擦学性能[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 马青松;聚硅氧烷先驱体转化制备陶瓷基复合材料研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
5 高明霞;TiC基Fe-Al、Ni-Al金属间化合物复合材料的自发熔渗制备和结构性能研究[D];浙江大学;2004年
6 高希光;陶瓷基复合材料损伤耦合的宏细观统一本构模型研究[D];南京航空航天大学;2007年
7 邵将;三维编织陶瓷基复合材料刚度模型及刚度性能分析研究[D];南京航空航天大学;2008年
8 陈曼华;PIP工艺制备陶瓷基复合材料中先驱体的交联固化研究[D];国防科学技术大学;2005年
9 陶亮;三维编织C/SIC复合材料断裂韧性的表征方法与理论研究[D];西北工业大学;2002年
10 唐予远;三维多胞机织复合材料冲击响应和能量吸收特征[D];东华大学;2008年
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1 张增光;2D-C/SiC复合材料的弹性常数预测及失效模式研究[D];西北工业大学;2005年
2 杨福树;2.5维编织陶瓷基复合材料疲劳行为研究[D];南京航空航天大学;2012年
3 史剑;针刺陶瓷基复合材料应力应变响应模拟及验证[D];南京航空航天大学;2012年
4 赵龙;陶瓷基复合材料宏细观统一静强度失效分析方法研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 王绍华;陶瓷基复合材料梁损伤非线性振动响应及模拟[D];南京航空航天大学;2012年
6 汤彬;陶瓷基复合材料阻尼性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 王振剑;氧化环境下陶瓷基复合材料力学性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 邢国红;金属Ni增韧MF/Al_2O_3复合陶瓷材料研究[D];济南大学;2010年
9 殷晓光;C/SiC陶瓷基复合材料的力学及高温性能研究[D];清华大学;2011年
10 常岩军;三维机织陶瓷基复合材料力学行为研究[D];西北工业大学;2006年
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