碳-酚醛復合材料燒蝕行為研究.pdf

1、碳/酚醛復合材料作為一種防隔熱一體化材料，主要用于高速飛行器大面積區(qū)域熱防護。熱防護系統占該類飛行器比重較大，其冗余設計對于整個飛行器的質量控制有關鍵作用。因此準確地掌握碳/酚醛復合材料燒蝕特性能夠解決熱防護系統設計過度冗余或防熱可靠性不足的問題。本文針對典型服役環(huán)境下的體積燒蝕特征，建立了多物理場耦合模型，利用有限元方法實現了體積燒蝕過程的數值模擬，開展了碳/酚醛復合材料熱/力學響應特性分析，為具有長時間大面積熱防護需求的高超聲速飛行

2、器的熱防護結構優(yōu)化設計提供了建設性支持。本文主要內容包括：
　　對碳/酚醛復合材料的多物理場耦合機制進行了研究。分析了碳/酚醛復合材料多場耦合燒蝕過程中的防熱機理，確定了碳/酚醛復合材料體積燒蝕特征。從燒蝕過程中多場耦合關系出發(fā)，推導了碳/酚醛復合材料體積燒蝕過程中控制體的能量方程、氣體相擴散方程、熱化學反應速率方程以及固體相的平衡微分方程。
　　利用有限元軟件（COMSOL）求證了碳/酚醛復合材料多場耦合燒蝕模型，對碳/酚