C-C復合材料多元物理場CVI過程及其制動過程溫度場的模擬研究.pdf

1、化學氣相滲透(CVI)工藝是目前炭/炭(C/C)復合材料的關鍵制備工藝。CVI過程是個十分復雜的反應過程，研究分析CVI過程中各工藝參數的變化是有效控制CVI過程的必要條件。計算機模擬技術具有成本低、速度快、可模擬理想條件的優(yōu)點，其模擬結果可為優(yōu)化CVI工藝提供參考。 在前人研究基礎上發(fā)展了C/C復合材料CVI過程模型，模型中包括坯體內氣體質量連續(xù)方程、坯體內熱傳導方程和氣相裂解及沉積反應，提出了坯體立方滲透單元內垂直排列的圓柱

2、纖維生長模型。結合多元物理場CVI工藝，采用有限元方法并應用Matb數學工具軟件編程求解，模擬分析了多元物理場CVI過程。由于模型中還無法考慮電磁場對CVI過程的影響，模擬結果與實驗結果相比，在沉積初始階段和沉積中期，模擬增密速度約為實驗增密速度的一半，在沉積后期，模擬增密速度與實驗增密速度基本相同，但實驗的最終坯體密度大于模擬的坯體密度；模擬結果表明，模型可模擬多元物理場CVI過程坯體內的溫度、氣體分壓和密度的變化，電磁場作用的研究對

3、多元物理場CVI工藝及沉積模型的優(yōu)化非常有意義；模擬結果可為多元物理場CVI機理的研究及工藝控制提供參考。 摩擦過程中的溫度場和熱應力分布狀況是摩擦學研究領域的一個重要課題?；贑/C復合材料制動試驗，將制動過程中摩擦生熱等效為瞬時移動面熱源，建立三維循環(huán)對稱有限元模型，制動盤對外傳熱系數由傳熱學理論估算，運用有限元軟件ANSYS分析剎車盤的溫度分布，給出不同時刻的溫度場分布及溫度升高引起的熱應力場分布，模擬結果與實驗測量結果吻