界面對(duì)陶瓷基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響分析.pdf

1、陶瓷基復(fù)合材料(CMC)具有高強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、熱化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，被認(rèn)為是推重比10以上航空發(fā)動(dòng)機(jī)的理想耐高溫結(jié)構(gòu)材料。界面作為陶瓷基復(fù)合材料重要的組成相，其細(xì)觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和失效規(guī)律直接影響到復(fù)合材料的整體力學(xué)性能，因此研究界面特性對(duì)陶瓷基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響具有重要的意義。 本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上開展了如下研究工作： (1)基于剪切滯后理論推導(dǎo)了無界面層和有界面層兩種情況下，復(fù)合材料單元體的應(yīng)力

2、場(chǎng)分布，分析了兩種情況下界面參數(shù)對(duì)單元體應(yīng)力場(chǎng)的影響。結(jié)果表明，界面彈性模量、體積含量、泊松比等參數(shù)對(duì)單元體應(yīng)力場(chǎng)分布以及界面層的應(yīng)力集中具有明顯的影響。 (2)在有界面層單元體應(yīng)力場(chǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮在材料制造過程中由于降溫作用而導(dǎo)致的單元體內(nèi)熱殘余應(yīng)力的分布，分析比較了有無界面剪切作用兩種情況。結(jié)果表明，除了界面層的材料參數(shù)，纖維和基體的熱膨脹系數(shù)對(duì)單元體的應(yīng)力場(chǎng)也具有明顯影響。在材料設(shè)計(jì)中要想獲得理想的界面強(qiáng)度必須綜合考