碳-碳復合材料界面設計與多場耦合計算.pdf

1、碳纖維復合材料具有重量輕、模量高、比強度大、熱膨脹系數低、耐高溫、耐熱沖擊、耐腐蝕、吸振性好等一系列優(yōu)點，在航空航天、汽車、戰(zhàn)略性武器等領域已有廣泛的應用。隨著計算機技術和工業(yè)的發(fā)展，數值模擬方法逐漸成為科學研究的主要手段，這既減少了物理模型實驗所需的大量人力、財力，也提高的科研效率。
　　 本文從碳/碳復合材料的微觀結構入手，基于大型通用有限元模擬軟件ABAQUS，構建了以“數字化+數值化+可視化+虛擬化”為特色的復合類材料服

2、役性能和服役行為預測技術。綜合碳/碳復合材料界面情況，以及界面對碳/碳復合材料性能上的影響，為了模擬足夠精確的碳/碳復合材料微觀幾何形貌，借助于軟件ABAUQS并操作INP文件，對RVE模型進行進一步的設計。在已有的界面單元基礎上，設計出具有異質性的界面單元，通過計算預測出碳/碳復合材料在帶有異質性界面情況下的材料性能，以豐富對碳/碳復合材料的研究工作，最終創(chuàng)建能夠用于實現材料微結構的“性能導向型”設計與基于有限元方法進行數值模擬的數據

3、庫系統。碳/碳復合材料一般是用在極度惡劣的環(huán)境中，因此對于碳/碳復合材料性能的研究就不能局限于在單一載荷作用的情況下，這就提出了碳/碳復合材料在多場耦合作用下的服役行為研究。依據“從宏觀到微觀”與“從微觀到宏觀”相銜接的“分層多尺度”數值計算理論，課題的總目標是首先從宏觀情況入手，通過理論研究與計算機仿真實現碳纖維增強復合材料在計算機上的多場耦合實驗，再將宏觀所得的多場耦合數據繼承到微觀結構上進行材料微觀性能的研究。本文工作是對宏觀多場