碳-酚醛復(fù)合材料燒蝕過程的實(shí)驗(yàn)?zāi)M及數(shù)值分析.pdf

1、碳/酚醛復(fù)合材料作為一種防熱復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，它是通過自身燒蝕帶走熱量而起到防熱效果的。本文以布帶纏繞碳/酚醛復(fù)合材料為對象，研究了材料的高溫?zé)g性能。利用氧-乙炔燒蝕實(shí)驗(yàn)裝置，配合光學(xué)高溫計(jì)及熱電偶，可以實(shí)時地監(jiān)測燒蝕過程中材料表面及內(nèi)部的溫度場，從溫度測量結(jié)果可以看出，材料內(nèi)部溫度呈指數(shù)形式分布，符合碳/酚醛復(fù)合材料燒蝕過程的理論解。
　　利用熱分析技術(shù)，分析了材料在不同升溫速率、不同氣氛環(huán)境下的失重關(guān)系，并通過

2、熱重反應(yīng)動力學(xué)方法計(jì)算了反應(yīng)活化能。根據(jù)控制體積法建立了樹脂熱解過程的質(zhì)量守恒、能量守恒及熱傳導(dǎo)微分方程，求解了碳/酚醛復(fù)合材料燒蝕過程的溫度分布及密度變化的理論解。利用光學(xué)顯微鏡及掃描電鏡對燒蝕形貌進(jìn)行了微觀分析，指出了幾種不同的破壞形式：裂紋、孔洞、剝蝕等。并且著重分析了裂紋產(chǎn)生的原因及其分布規(guī)律。
　　利用ANSYS模擬碳/酚醛復(fù)合材料的燒蝕過程，得到燒蝕過程的溫度場及應(yīng)力場。溫度場計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測量值吻合，應(yīng)力場結(jié)果與碳/