多层界面相陶瓷基复合材料裂纹偏转机制模拟

摘要：

针对多层界面相陶瓷基复合材料(CMCs)裂纹偏转机制进行了有限元模拟.在圆柱单胞模型中,按照界面相各亚层的实际厚度建立多层界面相几何模型,然后赋予各亚层对应的组分材料参数,获取轴对称有限元模型.在此基础上,采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)分别计算基体裂纹在界面相处偏转与穿透两种情形的能量释放率Gd和Gp,根据断裂力学准则实现对裂纹在多层界面相内部偏转机制的分析.可以看出:各向异性界面相比各向同性界面相内部的Gd/Gp比值更大,更利于裂纹偏转的发生;总厚度相同的多层界面相与单层界面相相比,其内部的Gd/Gp比值更高,裂纹在其内部发生偏转的机会更多,且五层界面相(PyC/SiC/PyC/SiC/PyC)比三层界面相(PyC/SiC/PyC)更利于裂纹发生偏转.

关键词：陶瓷基复合材料、多层界面相、裂纹、偏转、虚拟裂纹闭合技术(VCCT)

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分类号：V231.95;TB332(航空发动机（推进系统）)

资助基金：国家重点研发计划2017YFB0703200;安徽省高等学校自然科学研究项目KJ2018A0057;“航空发动机热环境与热结构”工业和信息化部重点实验室开放基金CEPE2018006;国家自然科学基金51575261,51675266

在线出版日期：2019-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1805-1812