影响三维编织CMC断裂性能的孔洞问题

在气相沉积三维编织陶瓷基复合材料 (CMC)的编织结构中 ,孔洞的存在在所难免。研究孔洞对断裂性能的影响必须面对孔洞带来的问题。过去研究孔洞问题的工作主要集中在等效模量和强度上 ,并取得了一些理论成果。然而 ,除了微裂纹、纤维和偏转增韧等的研究外 ,很少有关于孔洞对断裂性能的文献报道。因此这里探讨一下孔洞对断裂的影响问题。通常研究者认为孔洞能够通过两种途径增韧材料的断裂韧性 :即裂尖的钝化和材料柔性增加。前者只能够定性地认识和分析裂尖形貌的增韧效果 (本文不涉及此内容 ) ;后者可以做一些定量的分析。基于此 ,首先研究了孔洞的形态与分布 ,并给出了孔洞模型。其次用两次等效的工程方法均匀化材料的有效弹性模量 ,并且和实验相比较 ,其结果令人满意。接着又分析了应力强度因子K及K控制区随孔洞体积分量的变化规律。最后引用能量释放率G用图的形式表述了孔洞的增韧效果。显然图中的结论表明 。