聚合物基防热复合材料的热变形及高温刚度和强度性能衰减分析

项目名称： 聚合物基防热复合材料的热变形及高温刚度和强度性能衰减分析

项目编号： No.11402202

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 时圣波

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 飞行器超音速飞行时产生的气动加热会使飞行器材料及其结构产生热变形，且飞行器材料的强度和承载能力也会有明显的衰减，这些都将影响热防护结构的完整性和可靠性，从而影响飞行器的气动外形和安全飞行。本项目针对飞行器大面积防热用聚合物基复合材料的热变形及高温力学性能衰减规律开展研究。首先通过组分材料高温响应机理研究，阐述基体材料的热分解特性、热软化过程和纤维材料的高温相变特性。然后考虑温度/扩散/变形之间的耦合作用，建立高温变形的多场耦合模型，并利用非接触式高温变形测量实验验证模型的正确性。最后根据等效夹杂理论和多孔介质弹性力学，提出考虑孔隙压力影响的高温弹性模量预报方法，基于不同温度和加热时间下材料响应机理和破坏机理，建立高温强度模型。课题最终建立一套高温环境下聚合物基防热复合材料热/力学行为的表征方法，为该类型热防护材料及其结构的安全设计和可靠性评价奠定基础。

中文关键词： 聚合物基复合材料；高温环境；热变形；力学行为；多场耦合

英文摘要： Aerodynamic heating can cause thermal deformation of the thermal protective materials and its structures, as well as the strength and loading capacity of the vehicle material significantly degrade when the spacecraft is flying at supersonic. This adversel

英文关键词： polymer matrix composites；high temperature；thermal deformation；mechanical behavior；multi-physics field coupling