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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种孔隙对陶瓷基纤维束复合材料弹性性能影响的分析方法，包括如下步骤：步骤一、构建陶瓷基维束复合材料真实细观结构的数字化模型；步骤二、对步骤一模型中的孔隙分类；步骤三、基于步骤一模型进行简化，建立仅包含纤维、基体和界面而不包含孔隙的几何模型；步骤四、在步骤三所得几何模型的基础上建立孔隙；步骤五、对几何模型划分网格；步骤六、施加边界条件；步骤七、使用变异系数衡量孔隙位置和孔隙率对陶瓷基纤维束复合材料弹性模量的影响；计算孔隙在模型中所有可能出现位置下的弹性模量，并以计算结果的算术平均值为基准，计算弹性模量的下降百分比。本发明具有实施效率高、成本低等优点。

主权项：1.一种孔隙对陶瓷基纤维束复合材料弹性性能影响的分析方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、构建待分析陶瓷基维束复合材料的真实细观结构的数字化模型：首先使用高分辨率XCT扫描待分析陶瓷基纤维束复合材料；然后对XCT扫描数据进行三维重构，得到所述陶瓷基纤维束复合材料真实细观结构的数字化模型；步骤二、对步骤一所得模型中的孔隙按照与纤维、基体和界面的相对几何关系进行分类，得到代表性的孔隙类型：将界面的外围区域平均分成四份，根据孔隙在外围区域中的占比将孔隙分为四种孔隙类型：四分之一外围区域为孔隙、四分之三外围区域为基体的类型为A型孔隙；四分之二外围区域为孔隙、四分之二外围区域为基体的类型为B型孔隙；四分之三外围区域为孔隙、四分之一外围区域为基体的类型为C型孔隙；外围区域全部为孔隙的类型为D型孔隙；步骤三、基于步骤一所得模型对陶瓷基纤维束复合材料真实细观结构特征进行简化，建立仅包含纤维、基体和界面而不包含孔隙的缩比参数化几何模型；模型中纤维、基体和界面的相对含量与真实试样一致，纤维等间距分布并且不产生接触；缩比参数化几何模型为长×宽为4×3纤维的模型；模型外轮廓尺寸通过基体体积净含量vm确定，计算方法如下：H-W＝L； 式中，H表示模型的长度，W表示模型的宽度，L表示纤维之间的距离，df表示纤维直径，ti表示界面厚度；步骤四、在步骤三所得几何模型的基础上建立孔隙：将纤维及界面外围区域的基体平均分成四份，然后按照设定的孔隙类型、分布和含量将对应位置处的基体移除；步骤五、对步骤四中建立的含孔隙几何模型划分网格，得到陶瓷基纤维束复合材料细观结构的网格模型；步骤六、对步骤五的网格模型施加边界条件；步骤七、使用变异系数衡量孔隙位置和孔隙率对陶瓷基纤维束复合材料弹性模量的影响；计算孔隙在模型中所有可能出现位置下的弹性模量，并以计算结果的算术平均值为基准，计算弹性模量的下降百分比。

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百度查询： 南京航空航天大学 孔隙对陶瓷基纤维束复合材料弹性性能影响的分析方法