编号：CYYJ04922
篇名： 气膜孔几何特征对氧化铝陶瓷基复合材料拉伸损伤演化与强度的影响
作者： 于国强1；陈润颉1；马文兵1；伍永杰1；邱小小1；高希光1；宋迎东1,2
关键词： Al₂O₃/Al₂O₃复合材料; 气膜孔; 渐进损伤分析; 强度预测; 参数化有限元模型;
机构：1.南京航空航天大学能源与动力学院2.哈尔滨工程大学
摘要： 针对含气膜孔Al₂O₃/Al₂O₃复合材料在拉伸载荷下的响应与损伤演化问题，发展了一种基于渐进损伤理论的数值分析方法。该方法以最大应变失效准则与ZWT非线性本构方程为基础，通过参数化建模建立含气膜孔结构的有限元模型，实现了Al₂O₃/Al₂O₃材料在拉伸载荷下的响应和损伤演化规律的分析。与试验结果对比表明，模型预测强度与实测值吻合良好（最大误差约4.86%），验证了该方法在预测材料强度及损伤扩展行为方面的有效性。进一步建立了以气膜孔倾角、孔径及孔型等几何参数为变量的参数化有限元模型，揭示了各参数对拉伸响应及损伤演化规律的影响。结果表明：气膜孔倾角对拉伸强度的影响相对有限；孔径增大导致应力集中增强，拉伸强度显著降低；对于扇形孔结构，大孔径侧率先萌生损伤并向小孔径侧扩展，孔径差的增大加速了失效进程，表明控制孔径差比单纯限制单侧孔径更能有效延缓失效。