界面层及其建模方式对编织结构CMC材料导热系数影响研究

• 作者: 叶大海 屠泽灿 李洋 毛军逵 赵陈伟
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 陶瓷基复合材料 编织结构 界面层 热分析 导热系数 各向异性
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 材料 推进剂 燃料|Material, Propellant and Fuel
• 页码范围: 344-352
• 页数: 9页
• 分类号: V231.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200899

摘要

针对编织结构陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composite,CMC)中基体、纤维束和界面层等组分的不同传热特征,以及考虑到界面层结构极薄的尺寸特征,探究了界面层及其在细观结构代表单元中的引入方式对编织结构CMC材料内部热量传输特征和各向异性导热系数的影响.研究中对比分析了不考虑界面层、含隐式界面层和含显式界面层等三种代表性体积单元模型的温度场、热流密度场及各向异性等效导热系数,获取了界面层导热系数对CMC材料整体导热系数的影响规律.研究结果表明:编织结构CMC材料内部温度场存在明显的不均匀性,不同模型计算获取的热流密度场具有明显区别.同时基于三个模型获取的各向异性导热系数也具有较大差异,显示界面层方法预估精度较高.此外,随着界面层导热系数增加,CMC材料整体各向异性导热系数明显增加,其对水平经纱Y方向上等效导热系数的影响最大.