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碳/酚醛复合材料烧蚀过程热应力分析
  • ISSN号:0367-6234
  • 期刊名称:《哈尔滨工业大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O39[理学—工程力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150001, [2]武汉理工大学工程结构与力学系,武汉430070, [3]航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术国防科技重点实验室,北京100076
  • 相关基金:先进功能复合材料技术国防科技重点实验室基金资助项目(51469010);博士后基金资助项目(20060400869).
中文摘要:

为了评价防热材料的烧蚀性能,利用有限元软件ANSYS对碳/酚醛复合材料烧蚀过程中热应力的分布与演化规律进行了数值模拟.计算了恒定热流边界条件下材料的瞬态温度场和热应力场,采用蔡-希尔准则对材料热解区进行了破坏分析.数值计算结果与试验测试及图像分析结果的比较表明,随烧蚀过程的进行,材料热影响深度逐渐增大,温度梯度减小;材料热解区存在因热膨胀引起的热应力峰值,并随烧蚀过程逐渐后移,热应力是导致材料裂纹产生并扩展的主要原因.

英文摘要:

For evaluating the ablative properties of thermal protective materials, the thermal stress distribution and evolution of carbon/phenolic composites during the ablation process were numerically simulated by FE software ANSYS. Both the transient temperature field and the thermal stress field under steady heat flux were computed. The criterion of Tsai-Hill was adopted to analyze the failure of composites in the pyrolysis region. Furthermore, the computed results were compared to experimental data and graphical analysis results. Thermal influential depth increased gradually with the ablative process, while the temperature gradient decreased. Thermal stress in the pyrolysis region caused by thermal expansion achieved a peak value, which moved gradually rearward from the ablative surface. Thermal stress was the main reason leading to the crack initiation and expansion.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工业大学
  • 主编:冷劲松
  • 地址:哈尔滨市南岗区西大直街92号
  • 邮编:150001
  • 邮箱:
  • 电话:0451-86403427 86414135
  • 国际标准刊号:ISSN:0367-6234
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1235/T
  • 邮发代号:14-67
  • 获奖情况:
  • 2000年获黑龙省科技期刊评比一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27329