SiC顆粒增強陶瓷基復合材料復雜構(gòu)件的熱應力數(shù)值模擬.pdf

1、顆粒增強復合材料廣泛應用于航空航天等領域。SiC顆粒增強陶瓷基復合材料的熱物理性能及其力學性能的預測是該類材料優(yōu)化設計與制備的基礎，同時為航天飛行器熱應力計算提供計算參數(shù)。目前，SiC顆粒復合材料作為近空間飛行器熱結(jié)構(gòu)材料的候選對象之一，該類材料的熱應力計算與高溫強度分析是航天領域關注的焦點之一。針對此問題，本文對SiC顆粒增強陶瓷基復合材料及其構(gòu)成的復雜構(gòu)件的熱應力進行了數(shù)值模擬。
　　首先，基于細觀力學，利用隨機投放的方法建立

2、了二維及三維、多形狀單顆粒增強相、雙顆粒增強相復合材料細觀結(jié)構(gòu)模型。以SiC納米增強陶瓷基復合材料為例，在傳熱學、彈塑性力學、均勻化法、飛行動力學等理論研究基礎之上，利用ANSYS軟件APDL參數(shù)化語言進行二次開發(fā)，分析該類材料二維及三維等效性能參數(shù)，得到了該材料的等效導熱系數(shù)、等效熱膨脹系數(shù)、等效彈性模量，并提出了優(yōu)化方案。
　　其次，針對近空間飛行器實際飛行過程中，特別是長時間飛行后，溫度場引起的熱應力對結(jié)構(gòu)的影響往往是不能忽