陶瓷基复合材料结构固有频率与内部损伤分析

摘要

通过室温条件下的循环加卸载试验,研究编织SiC/SiC复合材料固有频率特性及内部损伤演化过程.结果表明:固有频率随循环加卸载过程中峰值应力的增大而减小,通过分别定义频率衰退参数Φ与模量衰退参数D表征了复合材料固有频率与弹性模量的折减程度.基于细观力学理论对编织陶瓷基复合材料循环加卸载迟滞回线进行理论计算,理论模拟结果与试验数据良好吻合.同时,分析计算结果还发现,随着循环加卸载过程中Φ的增加,材料弹性模量衰退参数D、界面脱粘比2ld/lc和纤维断裂概率q均呈明显上升趋势,当陶瓷基复合材料结构固有频率衰退1％时,基体出现开裂,界面发生脱粘;当固有频率衰退4.17％时,2ld/lc上升至1(即完全脱粘),q增加到2.5％,这表明复合材料固有频率的变化可以反映出材料内部的损伤失效过程.