【摘 要】
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对陶瓷基复合材料(CMCs)涡轮叶片服役安全寿命预测方法展开研究,为充分考虑CMCs细观结构的非均质性和力学性能的各向异性,发展一种多尺度力学分析方法.首先,从纤维/基体的组分尺度出发,通过细观力学方法获取纤维束尺度的力学特性;然后,采用细观有限元方法,通过对代表体元的分析获取材料编织结构尺度的力学性能;最后,通过宏观有限元分析,获取CMCs涡轮叶片结构尺度的力学响应.根据宏观应力-应变场分析叶片的危险区域,提取应力状态作为代表体元边界条件,分析细观应力-应变场.在此基础上引入基于细观力学的疲劳失效判据,
【机 构】
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南京航空航天大学通用航空与飞行学院,江苏溧阳 213300;南京航空航天大学航空发动机热环境与热结构工信部重点实验室,南京 210016
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对陶瓷基复合材料(CMCs)涡轮叶片服役安全寿命预测方法展开研究,为充分考虑CMCs细观结构的非均质性和力学性能的各向异性,发展一种多尺度力学分析方法.首先,从纤维/基体的组分尺度出发,通过细观力学方法获取纤维束尺度的力学特性;然后,采用细观有限元方法,通过对代表体元的分析获取材料编织结构尺度的力学性能;最后,通过宏观有限元分析,获取CMCs涡轮叶片结构尺度的力学响应.根据宏观应力-应变场分析叶片的危险区域,提取应力状态作为代表体元边界条件,分析细观应力-应变场.在此基础上引入基于细观力学的疲劳失效判据,进行叶片寿命预测.相关方法和结果可以为CMCs在涡轮发动机高温部件中的安全服役提供参考.
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