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考虑细观温度场的2.5D机织复合材料热固耦合失效模拟
Coupled thermomechanical simulation of failure for 2.5D woven composite considering meso-scale temperature field
2025-04-14 14:24
谢浩元1,3,方光武1,2,3,高希光1,3,宋迎东1,3 ()
本文建立了2.5D机织陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,CMC)的代表体元模型,结合航空发动机涡轮的工作温度分布,建立了考虑细观温度场影响的CMC强度模型,预测并对比了不同温度场分布下的CMC单轴拉伸力学性能和拉伸强度,同时对代表体元模型在不同温度场分布下发生拉伸失效时失效单元分布进行了对比和讨论。本文基于2.5D机织CMC扫描图像简化建立了周期性的代表体元几何模型,并结合SiCf/SiC小复合材料的拉伸、剪切力学性能,为模型有限元单元赋予渐进损伤参数。结合航空发动机涡轮工作状态的温度分布,考虑代表体元与涡轮叶片的尺度差异,为代表体元模型设计多组温度边界条件,得到其内部的细观温度场分布,进而模拟材料受单轴拉伸失效过程,得到了不同细观温度场下材料的单轴拉伸曲线、失效强度以及失效时损伤单元分布情况,讨论了温度场分布对2.5D机织CMC单轴拉伸力学性能的影响。
来源:数字仿真论坛