C-C復(fù)合材料結(jié)構(gòu)超聲性能及導(dǎo)熱模擬研究.pdf

1、C/C復(fù)合材料具有在高溫下保持高強度、良好的燒蝕性能、摩擦性能和良好的抗熱震性能等優(yōu)異的特性，被廣泛應(yīng)用于航天航空、冶金和汽車制造業(yè)。其中C/C復(fù)合材料中的纖維取向和缺陷與材料的力學(xué)性能，摩擦磨損，導(dǎo)熱性能有著密切的關(guān)聯(lián)。運用超聲透射和反射檢測技術(shù)對C/C復(fù)合材料內(nèi)部的缺陷以及纖維取向進行了研究，并采用數(shù)學(xué)模擬的方法探索纖維取向、孔隙、多根纖維對復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響，為C/C復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究提供一定的依據(jù)。
　　 本文通

2、過小波變換在Matlab軟件平臺上的實現(xiàn)，結(jié)合本實驗超聲信號選擇了4階Symmlet小波基，并根據(jù)圖形相似原理確定第五層信號作為分析信號。
　　 將C/C復(fù)合材料不同纖維取向的超聲信號在Matlab軟件平臺上轉(zhuǎn)化成頻譜圖，得出超聲波在不同纖維取向C/C復(fù)合材料中的聲速，結(jié)果表明頻譜法計算得到的聲速隨著纖維取向和測試方向之間夾角的增大而逐漸減小，而采用傳統(tǒng)回波法計算的聲速變化規(guī)律不明顯。同時采用楔形超聲反射技術(shù)對其檢測，分析得出纖

3、維方向和水平面夾角為45°時反射波形最為顯著，夾角為90°時的波形較弱，而0°時接收不到反射信號。運用小波變換對材料超聲透射過程中能量損失情況和缺陷做了研究，結(jié)果表明超聲波在均相中間相瀝青中傳播時，其衰減程度與能量損失均小于加入羧甲基纖維素(CMC)或炭纖維的中間相瀝青。并能夠反映出C/C復(fù)合材料的內(nèi)部缺陷或損傷。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對C/C復(fù)合材料的形貌進行了表征，與小波分析的結(jié)果相吻合。
　　 采用Gambit數(shù)學(xué)模

4、擬軟件建立了C/C復(fù)合材料不同纖維傾角、孔隙和多根碳纖維三種物理模型，并運用Fluent軟件進行了模擬計算，考察了各向異性C/C復(fù)合材料中不同纖維取向夾角、孔隙以及多根碳纖維對熱導(dǎo)率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)材料的熱導(dǎo)率隨著傾角的逐漸增大而逐漸變?。辉谄叫刑祭w維方向上孔隙率為3.5％的材料比無孔隙的熱導(dǎo)率降低了一半，而在兩個垂直方向上有孔隙材料的熱導(dǎo)率降低的更快；多根和單根炭纖維兩種模型熱導(dǎo)率差在I1-O1方向上差值小，而在其他兩個方向上差值較大