C/SiC编织复合材料的超高温有氧力学性能演化特性与失效机理

基本信息
批准号:11672030
项目类别:面上项目
资助金额:72.00
负责人:艾士刚
学科分类:
依托单位:北京交通大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:苑博,李晓阳,毛佳佳,苏晓波,张瑶瑶,李政阳
关键词:
氧化失效机理损伤演化高温性能碳/碳化硅
结项摘要

C/SiC textile composite mainly serves in the thermal-mechanical-oxidation coupling extreme environment. So far, it is hard to conduct reasonable evaluations for its damage and fracture behaviors, since it haven't has a comprehensive study on the mechanical performance of the material under its service loadings. This project start from the high temperature mechanical experiments of the material. Improve the mechanics experimental methods in air at ultra high temperatures, and get its material parameters from room temperature to 1800ºC in air. Based on the high-temperature mechanical experiments, construct the thermal-mechanical-oxidation coupling gradual damage constitutive models of the material. Develop µCT geometry reconstruction technology and establish the numerical simulation approaches for the material to analyze its mechanical performance under complex coupling loadings. Combining the high temperature mechanical experiments and numerical simulations, demonstrate the damage and failure features of the material under thermal-mechanical-oxidation coupling loads from mesoscopic level. Results of this project will improve the mechanics experimental characterization techniques at ultra high temperatures in air, and enrich high temperature multi-field coupling damage theories. Afford foundations on theory, material performance data and simulation approaches for the efficient applications of the C/SiC textile composite.

C/SiC编织复合材料主要服役于热-力-氧耦合极端环境下,目前对该材料在超高温氧化环境下的力学性能演化特性还缺乏系统的研究,难以对材料的损伤与失效行为进行合理评价,影响了材料的合理应用。本项目从材料的高温力学实验表征入手,完善1500ºC以上有氧力学实验方法,给出材料在室温~1800ºC有氧环境下的力学性能数据;基于材料的力学实验,建立材料的热-力-氧耦合渐进损伤本构关系;发展µCT几何重构技术,建立材料高保真的微细观力学分析模型,给出材料在复杂耦合荷载下力学性能演化的数值算法。将高温力学实验和数值仿真相结合,从微/细观层次揭示材料的热-力-氧耦合失效机理。研究成果将进一步完善超高温有氧力学实验表征技术,丰富高温多场耦合渐进损伤理论,为促进C/SiC编织复合材料的高效应用提供理论方法、实验数据和仿真技术支持。

项目摘要

本项目从材料的高温力学实验表征入手,完善了1500ºC以上有氧力学实验方法,给出了C/SiC编织复合材料在室温~1800ºC有氧环境下的力学性能数据;基于材料的力学实验,建立了材料的热-力-氧耦合渐进损伤本构关系;发展了µCT几何重构技术,建立C/SiC编织复合材料高保真的微细观力学分析模型,给出了材料在复杂耦合荷载下力学性能演化的数值算法,揭示材料的热-力-氧耦合失效机理。本机项目的研究成果可以为C/SiC编织复合材料的高效应用提供理论方法、实验数据和仿真技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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