[发明专利]纤维增强陶瓷基复合材料微结构精确建模及模量计算方法有效
| 申请号： | 201811359529.7 | 申请日： | 2018-11-15 |
| 公开（公告）号： | CN109583052B | 公开（公告）日： | 2022-04-05 |
| 发明（设计）人： | 刘建涛;蔡兴瑞;万逸飞;冯志强;曾庆丰;关康;周仲荣 | 申请（专利权）人： | 西南交通大学 |
| 主分类号： | G06F30/23 | 分类号： | G06F30/23 |
| 代理公司： | 成都虹盛汇泉专利代理有限公司 51268 | 代理人： | 王伟 |
| 地址： | 610031 四川省*** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种纤维增强陶瓷基复合材料微结构精确建模及模量计算方法，包括以下步骤：S1、建立纤维丝尺度有限元模型；S2、建立纤维丝尺度微裂纹及孔隙分布的有限元模型；S3、计算每个单元的单元刚度矩阵；S4、计算纤维丝尺度有限元模型所有单元的平均应力和平均应变；S5、建立纤维束尺度编织体模型；S6、建立纤维束尺度编织体中孔隙分布的有限元模型；S7、计算每个单元中的单元刚度矩阵；S8、计算纤维束尺度编织体模型所有单元的平均应力和平均应变。本发明全面考虑了纤维丝尺度和纤维束尺度编织体的微结构特点和微裂纹与孔隙，有效设定不同编织位置纤维束横贯各向同性材料特性，能够计算得到更准确的宏观有效模量值。 | ||
| 搜索关键词： | 纤维 增强 陶瓷 复合材料 微结构 精确 建模 计算方法 | ||
【主权项】：
1.纤维增强陶瓷基复合材料微结构精确建模及模量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的纤维丝尺度有限元模型；S2、建立纤维丝尺度微裂纹及孔隙分布的有限元模型；S3、计算纤维丝尺度有限元模型的每个单元的单元刚度矩阵，并集成纤维丝尺度有限元模型的总体刚度矩阵；S4、施加六种不同的边界，计算纤维丝尺度有限元模型中每个单元的节点位移，并利用节点位移和刚度矩阵计算纤维丝尺度有限元模型所有单元的平均应力和平均应变，求出纤维丝尺度有限元模型的宏观有效模量；S5、建立连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料纤维束尺度编织体模型；S6、建立纤维束尺度编织体中孔隙分布的有限元模型；S7、将S4中得到的纤维丝尺度有限元模型的宏观有效模量作为纤维束材料性质，利用旋转矩阵计算得出纤维束尺度编织体模型的每个单元中的单元刚度矩阵，并集成纤维束尺度编织体模型的总体刚度矩阵；S8、施加六种不同的边界，计算纤维束尺度编织体模型每个单元的节点位移，并利用节点位移和刚度矩阵，计算纤维束尺度编织体模型所有单元的平均应力和平均应变，以此计算编织体的宏观有效模量。
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