单向纤维增强SiCf/SiC复合材料单轴拉伸损伤失效机制

作     者：刘波 刘翠云 马朝利 LIU Bo;LIU Cuiyun;MA Chaoli

作者机构：北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2022年第39卷第9期

页      面：4483-4497页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0827[工学-核科学与技术] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家科技重大专项(J2019-VI-0001-0114)。 

主　　题：陶瓷基复合材料 连续纤维增强 剪滞模型 纤维脱粘 基体裂纹 

摘      要：本文对纤维增强陶瓷基复合材料在单向载荷下的损伤失效机制进行了研究。根据常规的剪滞模型,引入库仑定律描述界面剪应力,根据能量平衡方法和断裂力学脱粘准则,计算了基体的稳态开裂应力和界面的脱粘长度。分析了不同剪滞模型下基体稳态开裂应力的区别和适用范围,讨论了界面剪应力、界面摩擦系数、界面脱粘能、纤维体积分数等对基体稳态开裂应力的影响。采用剪滞模型描述纤维增强陶瓷基复合材料在损伤后的细观结构应力场,根据基体裂纹随机演化方法确定基体裂纹的间距,根据断裂力学脱粘准则描述界面的脱粘行为,将剪滞模型和损伤模型结合预测了单向纤维增强陶瓷基复合材料在单轴载荷下的应力-应变曲线,讨论了各因素对应力-应变曲线的影响。