孔隙C/SiC复合材料

损伤演化可预测

通过多尺度有限元框架结合随机孔隙分布，定量分析孔隙形态对二维缎纹编织C/SiC复合材料力学响应的影响，为多孔陶瓷基复合材料的性能预测提供指导。

Chao, Xu · Yuan, Zeshuai · Yuheng, Zhang · Qiang, Fu · Shangjun, Ao · Yajuan, Feng · 辛健强

Journal of Alloys and Compounds 2026

技术优势

孔隙影响可量化

通过将随机孔隙分布引入多尺度有限元模型，能够定量分析不同孔隙形态对拉伸强度的影响，为性能预测提供依据。

损伤过程看得见

利用SEM和X射线CT表征了微观损伤特征（如基体开裂、纤维断裂），验证了模型预测的损伤演化机制。

缺陷效应可模拟

微尺度模型引入随机强度分布以反映固有缺陷，实现了从微观损伤到宏观强度预测的跨尺度模拟。

应用场景

• 航空发动机热端部件：利用该模型预测孔隙对热端部件强度的影响，降低试错成本。
• 航天热防护系统：为多孔热防护材料提供强度预测，确保结构可靠性。
• 高超音速飞行器：指导高超音速飞行器轻质耐高温结构的孔隙容限设计。
• 复合材料结构设计：在设计中量化孔隙缺陷对承载性能的不利影响，优化工艺窗口。