C/SiC复合材料连接接头应力与破坏形式数值分析

摘要

本文采用有限元法计算分析了在线液相渗透连接接头中的残余应力,铆接接头受载时接头中的应力集中与接头破坏形式,并采用实验方法定性检验计算结果的正误,为连接工艺及接头设计提供一定的理论依据.主要研究内容与结果如下:(1)研究了C/SiC复合材料中孔隙率对在线液相渗透连接残余应力的影响.(2)研究了铆钉孔锥度对受轴向拉载荷铆接接头中应力集中的影响.(3)研究了C/SiC复合材料铆接接头受剪载荷时的破坏形式,并在此基础上对接头的结构进行优化设计.(4)采用实验方法检验了模拟计算结果的正误.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1 C/SiC复合材料

1.1.1 C/SiC复合材料的主要制备方法

1.1.2 C/SiC复合材料的发展现状

1.2 C/SiC复合材料的连接

1.2.1连接意义

1.2.2传统连接方法

1.2.3新型连接方法

1.3连接接头中的应力

1.3.1在线液相渗透连接接头中的残余应力

1.3.2铆接接头中的应力集中

1.3.3连接应力的计算

1.4有限元数值模拟技术

1.4.1数值模拟技术的工程应用

1.4.2 ANSYS软件概述

1.5本文的选题依据和研究目标

1.6研究内容

参考文献

第2章应力计算的有限单元法

2.1有限单元法基本概念

2.2线性结构静力分析的有限单元法

2.2.1单元刚度矩阵的建立

2.2.2有限单元法的解题步骤

2.3结构非线性的有限单元法

2.4热应力的计算

2.5有限元法在复合材料学中的应用

参考文献

第3章C/SiC在线液相渗透连接接头残余应力数值分析

3.1前言

3.2模型建立与参数计算

3.2.1有限元模型建立

3.2.2材料性能和连接工艺参数

3.3孔隙率对2D与3DC/SiC连接接头残余应力的影响

3.4残余应力在接头中的分布

3.5本章小节

参考文献

第4章C/SiC铆接接头应力与破坏形式数值分析

4.1前言

4.2受拉载荷的铆接接头研究

4.2.1 C/SiC铆接接头合理锥度的确定

4.2.2 C/SiC铆接接头破坏形式分析

4.3受剪载荷铆接接头研究

4.3.1受剪载荷的铆接接头破坏形式分析

4.3.2接头的优化设计

4.4本章小节

参考文献

第五章连接应力与破坏形式实验验证

5.1原材料

5.1.1增强体

5.1.2制备PyC界面相和SiC基体所用气源物质

5.1.3 C/SiC复合材料的制备过程

5.2在线液相渗透连接接头残余应力的研究

5.2.1实验方案

5.2.2实验结果与分析

5.3受轴向拉载荷的铆接接头破坏形式的研究

5.3.1实验方案

5.3.2实验结果与分析

5.4受剪载荷铆接接头破坏形式的研究

5.4.1实验方案

5.4.2实验结果与分析

5.5本章小节

参考文献

结 论

致 谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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