基于有限元法的平纹编织C/SiC复合材料等效导热系数预测方法

摘要：

提出了一种采用有限元法计算平纹编织C/SiC复合材料等效导热系数的方法.首先研究了材料的细观结构,根据材料显微照片建立了带基体碳纤维束复合材料的单胞模型,采用基体中孔隙分布随机生成的单胞模型,计算了孔隙率对基体等效导热系数的影响,通过施加3组边界条件计算出带基体碳纤维束和复合材料的等效导热系数.最后应用提出的方法计算分析了碳纤维体积分数和孔隙率对复合材料等效导热系数的影响规律.结果显示:复合材料等效导热系数随碳纤维体积分数增大而线性下降,碳纤维体积分数从54％增加到78％的过程中,复合材料y轴方向的等效导热系数下降了12.8％,x与z轴方向的等效导热系数同时下降了8.6％;复合材料等效导热系数随孔隙率增大呈加速下降趋势,孔隙率从0增加到30％的过程中,材料的x与z轴方向的等效导热系数下降了22.91％,y轴方向的等效导热系数下降了34.66％.

关键词：航空、航天推进系统、C/SiC复合材料、导热系数、单胞模型、孔隙率

所属期刊栏目：29

分类号：V254;TB33(航空用材料)

资助基金：国家自然科学基金51105195;航空科学基金2011ZB52024,2012ZB52027

在线出版日期：2014-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1574-1582