【摘 要】
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连续纤维增强的石英/SiO2陶瓷基复合材料以其在高温下稳定的力学性能,被视为是最有希望的新一代高温透波材料,已在航空航天领域部分应用于天线窗材料和导弹弹头。本文针对连续
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连续纤维增强的石英/SiO2陶瓷基复合材料以其在高温下稳定的力学性能,被视为是最有希望的新一代高温透波材料,已在航空航天领域部分应用于天线窗材料和导弹弹头。本文针对连续石英纤维增强2.5D编织浅交弯联和浅交直联两种结构为研究对象,通过理论和实验分析,主要研究了一下三个部分:(1)两种2.5D编织结构的细观结构分析研究。通过单胞划分,分析纤维分布规律,建立2.5D编织结构的几何模型,并通过matlab编写程序运算,得出理论预测的纤维体积分数,与实测值比较验证几何模型的精确性,分析织物参数对纤维体积分数的影响(2)提出了一种新的2.5D编织结构陶瓷基复合材料力学模型。以所建立的两种结构的几何模型为基础,研究了两种结构单胞经纱和纬纱系统的刚度矩阵,采用混合法建立复合材料的刚度矩阵,得到石英/SiO2陶瓷基复合材料的应力-应变关系,并通过matlab编写程序运算,得出理论预测值。(3)2.5D编织石英/SiO2陶瓷基复合材料实验研究。通过硅溶胶液相浸渍热解工艺,制备石英/SiO2陶瓷基复合材料,并进行拉伸、弯曲和剪切基本力学性能测试,将理论值与实验数据比较,验证本文力学模型的可靠性,并分析实验结果以及纤维体积分数对线弹性常数的影响。通过上述三个部分的研究,得到了连续纤维增强2.5D编织石英/SiO2陶瓷基复合材料力学性能的理论预测模型,分析了参数间影响关系,为材料投入工程应用提供了理论基础。
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