编织L形SiCf/SiC复合材料

2.5D编织抑制分层

二维与二维半编织构型导致不同的失效路径，后者将损伤限制在富孔区并促使纤维束断裂主导的破坏模式，避免层间开裂。

Penghui, Ma · Xin, Li · Hu, Dianyin · Pan, Jinchao · Liu, Xi · Jier, Wang · Guican, Wang · Jinquan, Deng · Yan, Yan · Wang, Rongqiao

Composites Part B: Engineering 2026

技术优势

预测弯曲行为准确

高保真多尺度模型准确表征内部纤维结构和孔隙分布，数值模拟与实验结果的全面对比验证了模型的高预测精度。

抑制分层损伤

二维半编织提供厚度方向约束，阻碍层间基体裂纹和分层的扩展，使损伤沿厚度方向在富孔区生长。

揭示损伤萌生原因

渐进失效分析表明，孔隙引起的应力集中是两种编织L形复合材料中损伤萌生的主要因素。

区分失效模式

二维编织因缺乏厚度方向约束呈现层间基体裂纹和分层，而二维半编织则呈现纤维束断裂主导的失效模式。

应用场景

• 航空发动机热端部件：用L形试件直接评估涡轮叶片等热端部件在离面载荷下的失效模式，辅助结构设计。
• 陶瓷基复合材料构件：研究表明二维半编织可抑制分层，指导陶瓷基复合材料构件的编织方案选择。
• 高超声速热防护：该材料体系可承受高温，研究其高温力学行为为高超声速热防护结构提供候选材料。