编织SiC(C)/SiC复合材料细观建模与热弹性常数预报

为了准确有效地评估陶瓷基复合材料的热力性能，本文基于真实的CT扫描图像，充分考虑不同编织结构的铺层结构与内部孔隙，建立了平纹机织C/SiC复合材料、平纹机织SiC/SiC复合材料以及2.5D编织SiC/SiC复合材料的二维细观模型。在此基础上构建有限元模型，计算材料等效弹性模量与等效导热系数，并与实验结果进行对比，验证了模型的正确性和有效性。并分析微观结构对应力集中区域与热流集中区域分布的影响规律。研究发现：孔隙的几何形状和分布对宏观热力性能影响显著，且三种材料截面中的应力集中区和热流集中区均与纬纱和经纱交织前后的区域有关；SiC纤维增强的材料弹性模量及导热性能均大于C纤维增强的材料，与平纹机织结构相比2.5D编织结构材料在厚度方向的模量和热导率更大。