航空发动机陶瓷基复合材料疲劳迟滞机理与模型研究进展
作者:
作者单位:

南京航空航天大学能源与动力学院,南京,210016

作者简介:

宋迎东,男,1969年3月生,教授,博士生导师。主要研究方向:陶瓷基复合材料失效机理、力学模型与结构设计。先后主持承担国家自然科学基金、国家重点研发计划、“两机专项”基础研究重大项目、军委科技委基础加强重点项目、国防973、总装预研、空装预研、陆航预研等40余项科研项目。在国内外重要刊物发表学术论文200余篇,其中SCI收录近60篇,申请和授权发明专利50余件,获得省部级科技成果二等奖3项、三等奖2项、市级科技成果一等奖1项。获得江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人、江苏省高校科技先进个人、美国UTC-容闳科技教育奖、霍英东教育基金会高校青年教师奖等荣誉称号。

通讯作者:

宋迎东,E-mail:ydsong@nuaa.edu.cn。

中图分类号:

V231.9;TB332

基金项目:

国家自然科学基金 51675266;51575261)资助项目;国家重点研发计划 2017YFB0703200国家自然科学基金(51675266, 51575261)资助项目;国家重点研发计划(2017YFB0703200)资助项目。


Progress on Fatigue Hysteresis Mechanisms and Models of Aero-engine Ceramic Matrix Composites
Author:
Affiliation:

College of Energy and Power Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing, 210016, China

Fund Project:

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    摘要:

    对陶瓷基复合材料疲劳迟滞机理与模型的研究进展进行综述。首先,简要回顾了陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用情况,综述了单向、铺层和编织陶瓷基复合材料细观疲劳失效模式与疲劳迟滞机理。总结出纤维增强陶瓷基复合材料基本的细观失效模式是:基体裂纹、纤维/基体界面脱粘和纤维断裂、铺层陶瓷基复合材料中的铺层/铺层界面脱粘以及编织陶瓷基复合材料中的纱线/纱线界面和纱线/基体界面脱粘。脱粘后的各类界面在循环载荷下的界面滑移是导致疲劳迟滞行为的根本原因。然后,详细分析了陶瓷基复合材料疲劳迟滞行为力学建模研究历史与现状,指出了其中存在的问题。最后,对陶瓷基复合材料疲劳迟滞行为研究的发展趋势进行了展望。

    Abstract:

    Progress on the fatigue hysteresis mechanisms and models of ceramic matrix composites is reviewed. The application of ceramic matrix composites on the aero-engines is introduced first. The microscopic failure modes and fatigue hysteresis mechanisms of unidirectional, laminated and braided ceramic matrix composites are then discussed, including the general matrix cracking, the fiber/matrix interfacial debonding and fiber fracture for these three types of composites, the laminate/laminate interfacial debonding for laminated ceramic matrix composites, and the yarn/yarn and yarn/exterior matrix interfacial debonding for braided ceramic matrix composites. The primary cause of the fatigue hysteresis behavior is the interfacial sliding under cyclic loading after the dedonding of these interfaces. Finally, progress on the hysteresis models is also reviewed and the development direction is pointed out.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

宋迎东,高希光,孙志刚.航空发动机陶瓷基复合材料疲劳迟滞机理与模型研究进展[J].南京航空航天大学学报,2019,51(4):417-426

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  • 收稿日期:2019-07-30
  • 最后修改日期:2019-08-09
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  • 在线发布日期: 2019-10-08
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