文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
碳/碳复合材料界面设计与多场耦合计算
姓名:陈凯
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:李旭东
20100421
摘要碳纤维复合材料具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、学研究的主要手段,这既减少了物理模型实验所需的大量人力、财力,也提高的综合碳/碳复合材料晃面情况,以及界面对碳/碳复合材料性能上的影响,为了模拟足够精确的碳/碳复合材料微观几何形貌,借助于软件并操作文件,对P徒薪徊降纳杓啤T谝延械慕缑娴ピ;∩希杓瞥鼍哂幸的研究就不能局限于在单一载荷作用的情况下,这就提出了碳/碳复合材料在多场“分层多尺度”数值计算理论,课题的总目标是首先从宏观情况入手,通过理论研究与计算机仿真实现碳纤维增强复合材料在计算机上的多场耦合实验,再将宏观宏观多场耦合的初探,为后续研究提供技术参考。关键宇:碳/碳复合材料;界面设计;:多场耦合;;募耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点,在航空航天、汽车、战略性武器等领域已有广泛的应用。随着计算机技术和工业的发展,数值模拟方法逐渐成为科科研效率。本文从碳/碳复合材料的微观结构入手,基于大型通用有限元模拟软件,构建了以“数字化祷可视化槟饣蔽L厣ǖ母春侠嗖牧戏性能和服役行为预测技术。质性的界面单元,通过计算预测出碳/碳复合材料在带有异质性界面情况下的材料性能,以丰富对碳/碳复合材料的研究工作,最终创建能够用于实现材料微结构的“性能导向型”设计与基于有限元方法进行数值模拟的数据库系统。碳/碳复合材料一般是用在极度恶劣的环境中,因此对于碳/碳复合材料性能耦合作用下的服役行为研究。依据“从宏观到微观”与“从微观到宏观嘞谓拥所得的多场耦合数据继承到微观结构上进行材料微观性能的研究。本文工作是对硕士学位论文
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剔磴嘞隙作者签名:两、钆日期:辨∥月作者签名:了糸勃日期:如月尸日日期:髟年多月兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论碳/碳复合材料的发展碳/碳复合材料的组成体,碳或石墨为基体复合而成的材料。故能承受极高的温度和极大的加热速率。具有高的烧蚀热、低的烧蚀率,抗热冲击和在超热环境下具有高强度,在机械加高性能的材料。在做导弹鼻锥时,因为烧蚀率低且烧蚀均匀,可提高导弹的突防能力和命中率。碳/碳复合材料还具有优异的耐摩擦性能和高热导,使其在民用的关于碳/碳复合材料的研制工作,可追溯到二十世纪六十年代初期,当时碳纤些研究工作者想用在低压下浸渍树脂基体代替从石油或煤焦油中来的碳素沥青,合材料内部形成耐热性很好的热解石墨和碳化物结构,这进一步扩大了碳/碳复合工作者们正在从性能、加工工艺等多方面对碳/碳复合材料进行深入的研究。复合材料是有两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合而成的新型材料。它既能保留原组成材料的主要特征,还能通过复合效应获得原组分所不具备的性能。对于结构复合材料来说,是由能够承受载荷的增强体与能连接增强体成为整繁多的结构复合材料。现代复合材料可以通过设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得新的优越性能,它与一般材料的简单混合有着本质的区别。碳/碳复合材料是具有特殊性能的新型工程材料。是以碳或石墨纤维为增强载时,碳/碳复合材料的变形与延伸都呈现出假塑性性质,最后以非脆性方式断裂。他抗热冲击和抗热诱导能力极强,且具有一定的化学惰性。被认为是再入环境中飞机、汽车刹车片和轴承方面得到广泛的应用维复合材料已开始商品化,人们采取了一系列措施用它来增强火箭喷嘴一类的石墨部件。结果在耐高速高热气体的腐蚀、强度方面都有非常显著的提高。之后,又进一步进行了低空隙、致密部件的制造,反复浸渍液化沥青和煤焦油来制造整体石墨原料。制造碳/碳复合材料时,不必选用强度和刚度都达到最好的碳或石墨纤维,因为它们不利于用编织工艺来制备碳/碳复合材料