碳-碳復合材料界面設(shè)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(shù)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(lǐng)域已有廣泛的應用。隨著計算機技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，數(shù)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(jié)構(gòu)入手，基于大型通用有限元模擬軟件ABAQUS，構(gòu)建了以“數(shù)字化+數(shù)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(shù)。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(shè)計。在已有的界面單元基礎(chǔ)上，設(shè)計出具有異質(zhì)性的界面單元，通過計算預測出碳/碳復合材料在帶有異質(zhì)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(xiàn)材料微結(jié)構(gòu)的“性能導向型”設(shè)計與基于有限元方法進行數(shù)值模擬的數(shù)據(jù)

3、庫系統(tǒng)。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(jù)“從宏觀到微觀”與“從微觀到宏觀”相銜接的“分層多尺度”數(shù)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(xiàn)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(shù)據(jù)繼承到微觀結(jié)構(gòu)上進行材料微觀性能的研究。本文工作是對宏觀多場