【摘 要】
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铺层方式是影响预浸料铺贴工艺制备SiCf/SiC复合材料抗热震性能的关键因素之一.以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备的SiCf/SiC复合材料为研究对象,基于内聚力模型,对不同正交铺层方式的方形试样开展1200℃高温水淬实验及有限元仿真研究.结果表明:水淬过程中试样表面温度急剧下降,芯部与表面存在较大温差,顶角与芯部温差最高可达1077℃,导致复合材料的主要失效模式为层间开裂和基体开裂,且试样层间开裂位置与铺层方式有关.由模拟结果可知,由于正交铺层方式的不同,试样的层间开裂位移也存在显著差异:[0/90]
【机 构】
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中国航发北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室,北京100095;中国航发北京航空材料研究院表面工程研究所,北京100095;中国航发沈阳发动机研究所,沈阳110027
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铺层方式是影响预浸料铺贴工艺制备SiCf/SiC复合材料抗热震性能的关键因素之一.以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备的SiCf/SiC复合材料为研究对象,基于内聚力模型,对不同正交铺层方式的方形试样开展1200℃高温水淬实验及有限元仿真研究.结果表明:水淬过程中试样表面温度急剧下降,芯部与表面存在较大温差,顶角与芯部温差最高可达1077℃,导致复合材料的主要失效模式为层间开裂和基体开裂,且试样层间开裂位置与铺层方式有关.由模拟结果可知,由于正交铺层方式的不同,试样的层间开裂位移也存在显著差异:[0/90]与[0/90/0]两种铺层方式层间主裂纹开裂位移约为0.61 mm,而[0/0/90/90]铺层主开裂位移仅为0.04 mm.此外,随着水淬时间的增加,层间主裂纹开裂位移逐渐增大,而次裂纹在开裂后逐渐发生闭合现象.
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