【摘 要】
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SiC连续纤维增强钛基复合材料在600800°C高温下仍有卓越的强度、韧性、刚度和蠕变抗力,在力学性能上有着显著的优越性,在航空航天等高新技术领域中有广泛的应用。SiC/Ti-15-3复合材料是由高强度SiC纤维和Ti-15-3基体构成,由于纤维和基体热膨胀系数的差异,在复合材料的界面处存在热残余应力场。它对复合材料的力学性能乃至复合材料结构性能产生重要影响。这种残余应力的增加可能会导致材料微观破
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SiC连续纤维增强钛基复合材料在600800°C高温下仍有卓越的强度、韧性、刚度和蠕变抗力,在力学性能上有着显著的优越性,在航空航天等高新技术领域中有广泛的应用。SiC/Ti-15-3复合材料是由高强度SiC纤维和Ti-15-3基体构成,由于纤维和基体热膨胀系数的差异,在复合材料的界面处存在热残余应力场。它对复合材料的力学性能乃至复合材料结构性能产生重要影响。这种残余应力的增加可能会导致材料微观破坏,产生大量初始微裂纹,从而导致复合材料结构的破坏,因此,界面的残余应力场倍受关注。在前期工作中,研究了孤立纤维界面附近的残余应力场。复合材料界面处的热残余应力场的分布和大小,除了同上述纤维与基体热膨胀系数不同和制作工艺有关外,还与邻近纤维的位置有很大的关系。因为纤维的尺寸非常小,通常在微米量级,需要极高空间分辨率的实验技术才能测量。显微云纹干涉法是应用高密度衍射光栅和激光干涉技术进行位移和变形测量的一种现代光测力学实验方法,这种方法具有高灵敏度、全场分析、实时观测、高反差条纹、非接触测量等优点。本文将通过显微云纹方法与纤维推出法结合,测得两邻近纤维界面处的热残余应力场的分布,并用有限元方法进行数值模拟,分析相邻纤维热残余应力随纤维距离的变化规律。
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