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针刺C/SiC复合材料应力-应变模型及试验验证

方光武 , 宋迎东 , 高希光

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150907.002

研究了室温下针刺C/SiC复合材料的静拉伸应力-应变行为.基于显微CT技术重构的微观型貌,选取恰当的代表体积单元,建立了针刺C/SiC复合材料应力-应变性能预测的单胞模型.基于可实现任意加卸载下单向纤维增强C/SiC复合材料应力-应变计算的界面摩擦模型,由材料的细观组分性能计算出单向纤维束层的应力-应变响应,然后将单向纤维束层的应力-应变响应代入到单胞模型中,通过有限元法计算得到针刺C/SiC复合材料的整体应力-应变响应.进行了针刺C/SiC复合材料静拉伸试验,测得材料的应力-应变响应,计算结果与试验吻合较好.

关键词: 针刺C/SiC复合材料 , 应力-应变行为 , 单胞模型 , 细观力学 , 有限元法 , 拉伸试验

针刺C／SiC复合材料拉-压疲劳特性与失效机理

方光武 , 高希光 , 宋迎东

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.11.013

研究了室温下针刺C／S iC复合材料的拉‐压疲劳特性，并与其拉‐拉疲劳特性进行了对比。结果表明：针刺C／S iC复合材料的拉‐压疲劳强度略低于拉‐拉疲劳强度；两种循环载荷下都存在迟滞现象，随着循环数的增大迟滞环不断右移，且偏斜程度和包围面积不断增大。采用扫描电子显微镜对失效试件的断口形貌和微观结构的观察表明：除了垂直于加载方向的基体开裂以及界面脱粘，拉‐压循环加载下的细观失效机制还包括平行于加载方向的基体开裂以及层间的开裂。这些平行于加载方向的损伤使得纤维受力状态恶化，最终削弱了针刺C／S iC复合材料拉‐压疲劳强度。

关键词: 针刺C/SiC复合材料 , 拉-压疲劳 , 断口形貌 , 细观机理

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