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

2、纖維生長模型。結(jié)合多元物理場CVI工藝，采用有限元方法并應(yīng)用Matb數(shù)學(xué)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(jié)果與實驗結(jié)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(jié)果表明，模型可模擬多元物理場CVI過程坯體內(nèi)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(jié)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(yīng)力分布狀況是摩擦學(xué)研究領(lǐng)域的一個重要課題?；贑/C復(fù)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(shù)由傳熱學(xué)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(yīng)力場分布，模擬結(jié)果與實驗測量結(jié)果吻