C/SiC编织复合材料

高速吸能分解明确

通过将总吸收能分解为压缩与剪切分量，建立对应的能量吸收率模型，为陶瓷基复合材料在高速冲击下的失效机制与能量耗散定量分析提供了一种新方法。

Wu, Yifan · 朱志武 · Li, Tao

Mechanics of Materials 2026

参数信息

压缩主导区能量吸收率

1.499 J/mm³

剪切主导区能量吸收率

1.792 J/mm³

总吸收能预测偏差

8.2 %

压缩主导区能量吸收率（起始值）

0.291 J/mm³

剪切主导区能量吸收率（起始值）

0.563 J/mm³

技术优势

吸能机理可分开算

将失效模式分为压缩、剪切和拉剪耦合三类，据此把总吸收能分解为压缩与剪切分量，并分别建立能量吸收率模型，可定量评价各机制的贡献。

高速下预测偏差小

在300~500 m/s冲击速度范围内，均质模型对总吸能的预测偏差小于8.2%，可用于快速预估防护能力。

剪切吸能占比高

在各冲击速度下，剪切主导区的能量吸收率均高于压缩主导区，且在高速时差距扩大，说明剪切失效是主要吸能机制。

应用场景

• 热防护结构：利用C/SiC的高温吸能特性，提升热防护结构在高速粒子撞击下的能量耗散能力。
• 装甲防护：通过定量吸能模型优化装甲设计，提高对高速弹丸的防护效率并减轻重量。
• 高速撞击防护：用于航天器防护屏等结构，依据剪切/压缩吸能分解指导抗冲击设计。
• 陶瓷基复合材料：为陶瓷基复合材料在冲击载荷下的失效机理研究提供定量分析手段。
• 冲击动力学：贡献能量吸收率模型和仿真方法，用于高速冲击动力学评估。