C/SiC编织型复合材料热/力学性能的多尺度预测

C/SiC复合材料以其优异的力学和热学性能,在航空航天、国防和化学工业等领域都得到了广泛的应用.精准获得C/SiC复合材料的热/力学性能,对该类材料在相关领域的高效应用至关重要.基于代表性体积单元(RVE)和周期性边界条件,考虑纤维束的体积分数、交织方式、编织维度等非均匀、多尺度特征,建立了C/SiC复合材料的微/细观单胞模型.使用有限元软件ABAQUS在微观尺度预测了纤维束的热/力学性能,将纤维束性能引入细观模型中,分析获得了该复合材料的宏观热/力学性能.基于此多尺度关联分析方法,在27～1 227℃的工作温度范围内,进一步研究了纤维束和C/SiC复合材料的热导率和热膨胀系数随温度的变化规律.该研究对C/SiC复合材料在工程上的应用具有一定的指导意义.