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连续碳化硅纤维增韧碳化硅(SiC_f/SiC)复合材料因在高温环境的优良力学、热稳定性和低热膨胀等性能,被广泛用于航空发动机的关键热端部件。我国在SiC_f/SiC复合材料研发和测试方面起步较晚,且长期受到国外的技术封锁,导致基础研究和原材料制备等能力与国外存在较大差距,成为制约我国高性能航空发动机研制的主要瓶颈之一。目前,SiC_f/SiC复合材料的研发和性能改进多采用试错法,极大的依赖于设计人员的经验和存在较大的偶然性,且周期长,成本高。随着高性能计算机的发展和细观力学理论及优化设计方法逐步完善,SiC_f/SiC复合材料宏观性能准确预测和微观组成参数化优化设计已成为当前研究的热点。考虑到当前SiC_f/SiC复合材料宏观预测研究多将预制体简化为多边形截面和多段线性分布,与真实微结构存在较大差异,导致预测结果与试验数据误差较大。同时,关于SiC_f/SiC复合材料微结构及内部孔隙的影响研究尚不系统。本文进一步深入探究了SiC_f/SiC复合材料微结构组成、孔隙分布等对其宏观性能的影响,主要研究包括:(1)建立了连续纤维增韧陶瓷基复合材料微结构自动建模方法:建立了3D四面体单元自动离散策略,实现了纤维丝、连续纤维束和复杂预制体参数化自动精确建模及材料各向异性参数赋值方法。(2)建立了连续纤维增韧陶瓷基复合材料边值问题控制方程和宏观模量预测方法:建立了陶瓷基复合材料边值问题控制方程(强、弱和离散形式),实现了纤维束各向异性刚度的准确描述;建立了陶瓷基复合材料宏观模量跨尺度计算方法,并采用简化模型解析解验证了计算方法的正确性。(3)系统探讨了纤维丝和纤维束组成对陶瓷基复合材料宏观模量的影响规律,预测结果显示:纤维丝体积分数对纤维丝尺度模型整体性能有很大影响;纤维束材料性能、体积分数与纤维束波纹度比对SiC_f/SiC复合材料整体性能有一定影响。(4)结合试验观测的纤维丝和纤维束尺度孔隙分布规律,建立了SiC_f/SiC复合材料内孔隙描述方法和产生策略;讨论了不同尺度孔隙对材料宏观性能的影响,预测结果显示:纤维束尺度孔隙对SiC_f/SiC复合材料性能影响远大于纤维丝尺度孔隙。