三維編織C-SIC復(fù)合材料結(jié)構(gòu)動態(tài)特性研究.pdf

1、三維編織C/SiC復(fù)合材料是一種新型高級材料，具有一系列優(yōu)異性能。高溫力學(xué)性能好、低密度的特性使其成為未來航空航天器領(lǐng)域研究與考察的重點(diǎn)。在目前關(guān)于三維編織C/SiC復(fù)合材料的研究中，細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析和細(xì)觀結(jié)構(gòu)力學(xué)模型的建立是非常重要的內(nèi)容。 本文引入“米”字型枝狀單胞模型描述四步法三維編織C/SiC復(fù)合材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)。將三維編織C/SiC復(fù)合材料看作是組分材料的空間結(jié)構(gòu)物，由有序的細(xì)觀結(jié)構(gòu)單胞疊合而成。以復(fù)合材料梁為研究對象，采用

2、單胞作為離散單元對復(fù)合材料進(jìn)行宏觀網(wǎng)格剖分，利用有限元方法分析懸臂梁結(jié)構(gòu)的固有特性。比較有限元計算結(jié)果與理論計算值證明采用“米”字型單胞預(yù)測三維四向編織C/SiC復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性是可行的。 三維編織C/SiC復(fù)合材料中含有大量的孔洞，存在于基體中的孔洞對復(fù)合材料的動態(tài)性能有很大的影響。本文采用一種新方法處理復(fù)合材料中的孔洞，進(jìn)而分析一復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。即通過蒙特卡羅方法對復(fù)合材料中隨機(jī)分布的孔洞進(jìn)行模擬，建立含孔洞

3、“米”字型枝狀單胞模型。以此模型為基礎(chǔ)對復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行宏觀網(wǎng)格剖分，形成有限元模型后進(jìn)行模態(tài)分析。結(jié)果表明：孔洞的存在降低了材料的剛度，從而導(dǎo)致復(fù)合材料結(jié)構(gòu)固有頻率值減?。豢妓⒌膽]孔洞存在的“米”字型單胞模型可以分析復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。 影響三維編織C/SiC復(fù)合材料性能的因素很多，隨機(jī)分布的孔洞只是其中一種。本文考慮到各種隨機(jī)因素對三維編織C／SiC復(fù)合材料的影響，建立隨機(jī)參數(shù)復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型，研究了基于概率