三维编织SiC/SiC复合材料高温力学行为试验与模拟研究

项目名称： 三维编织SiC/SiC复合材料高温力学行为试验与模拟研究

项目编号： No.51275023

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 石多奇

作者单位： 北京航空航天大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 发展先进高性能航空发动机是我国重大战略需求之一。三维编织SiC/SiC陶瓷基复合材料是热端部件的主要候选材料。本项目拟建立一套动态高温力学实验平台，开展三维编织SiC/SiC陶瓷基复合材料高温粘弹性、蠕变、疲劳行为与损伤机理研究。内容包括高温粘弹行、非线性损伤与应力应变及高温蠕变变形行为与建模、服役应力/温度组合条件下高温持久强度－寿命行为与评价技术、考虑组分性能退化的高温低循环疲劳行为与寿命预测模型、以强度和寿命为目标的编织高温结构优化设计等与发动机热端部件耐久性相关的基础实验和理论研究，科学地衡量在发动机高温循环载荷下热端编织材料的力学行为、损伤演化和失效机理、持久强度等耐久性问题。本项目的实施可促进三维编织SiC/SiC陶瓷基复合材料高温力学行为的研究，加强编织高温结构的设计、性能控制和优化，推动SiC/SiC复合材料早日应用与先进航空发动机设计和制造，提高航空动力装备水平。

中文关键词： 陶瓷基复合材料；三维编织；疲劳；蠕变；多尺度模型

英文摘要： Developing high performance jet engine is one of important demands of national strategy. 3D braided SiC/SiC ceramic matrix composites is one of the key candidate materials for hot section components of aircraft engine.This project is aiming to establish a mechanical platform to experimentally investigate the viscoelasticity, creep, fatigue and damage mechanism, nonliner constitutive behavior of 3D braided SiC/SiC composites at elevated temperature.The research objective is to simulate service loading of hot section components. Furthermore, mechanical behaviors, damage evolution, failure mechanism and rupture strength would be scientifically analyzed and evaluated for braided CMCs structures under cyclic fatigue loading. The execution of this project can promote to constitute mechanical property database of braided CMCs hot components.

英文关键词： Ceramic Matrix Composites；Three-Dimensional Braided；Fatigue；Creep；Multi-scale Constitutive Modeling