【摘 要】
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2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料凭借其优良的透波性能与耐热性能,受到航空航天领域的青睐,加之由其制成的结构部件具有良好的整体性,已经大量应用于制造导弹弹头等特殊部件。在实际应用场景中,陶瓷基复合材料会受到高速、高温、高压等环境因素影响,因此探究该材料在上述环境中的动态力学行为尤其重要。本文以2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料为研究对象,研究2.5D Si O2/Si O2
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2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料凭借其优良的透波性能与耐热性能,受到航空航天领域的青睐,加之由其制成的结构部件具有良好的整体性,已经大量应用于制造导弹弹头等特殊部件。在实际应用场景中,陶瓷基复合材料会受到高速、高温、高压等环境因素影响,因此探究该材料在上述环境中的动态力学行为尤其重要。本文以2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料为研究对象,研究2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料在高应变率动态冲击压缩条件下的破坏损伤机理,采用试验与仿真的方法,揭示该材料在高应变率条件下的动态冲击力学性能和损伤失效。研究主要分为以下三个方面:（1）2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料是利用溶胶-凝胶技术（Sol-gel）制备而来,其特点是经过多次循环“浸渍→固化→干燥→烧结”处理工艺让陶瓷基材料更加致密,稳定。根据它的生产方法与纺织工艺,我们进一步确定了2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料的几何结构和材料属性,便于合理划分单胞,建立2.5D浅交弯联结构的几何模型,计算所建模型理论预测的纤维含量体积分数,将其结果与实际测量量进行对比,验证所建几何模型较符合实际情况。进而建立纤维束RVE模型并仿真预测Si O2/Si O2陶瓷基复合材料静态弹性参数,用于后续的仿真研究。（2）研究2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料单胞模型形成和构造,建立了细观水平的Si O2/Si O2陶瓷基复合材料有限元模型并在此基础上开展了动态冲击压缩仿真预测了2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料的动态力学特性。（3）搭建用于实现高应变率动态压缩力学试验的平台（SHPB试验装置）,完成2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料SHPB试验方案规划、试样尺寸设计。完成了霍普金森压杆试验,获得了该材料的动态力学性能参数,分析处理在不同应变率下相同方向压缩以及相同应变率不同方向的2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料的应力（σ）-应变（ε）关系曲线。将动态SHPB试验结果与（2）的动态冲击压缩模型预测的结果进行对比,通过误差分析,表明动态冲击压缩模型有效的预测了2.5D Si O2/Si O2陶瓷基复合材料动态力学特性,在此有限元模型基础上,可以进一步对材料其他动态力学特性的预测和研究。
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