一种编织陶瓷基复合材料预制体宏细观一体化建模方法技术

本发明专利技术公开了一种编织陶瓷基复合材料预制体宏细观一体化建模方法，可依据编织陶瓷基复合材料的实际细观结构，建成了包含纤维束、基体及孔隙的细观模型，且模型精确度高，能准确反映出材料各组成部分，为后续的有限元计算建立了基础。本发明专利技术建立模型的过程完全实现了参数化，当结构尺寸发生变化时，可通过仅修改参数达到快速修改模型的目的。本发明专利技术可模拟材料制备时基体不断生长的过程，通过控制基体厚度的参数可使基体逐渐长大，以适应不同材料的基体占比以及孔隙率，可应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种编织陶瓷基复合材料预制体宏细观一体化建模方法
本专利技术涉及陶瓷基复合材料
，具体涉及一种编织陶瓷基复合材料参数化建模方法。
技术介绍
陶瓷基复合材料(CMCs)有高强度、高弹性模量、低密度、耐高温、抗烧蚀等特点，具有代替金属作为航空发动机热端部件材料的潜力，所以对CMCs的研究成为航空材料领域研究的热门。其中，编织CMCs是CMCs的主要类型，包括2D编织CMCs、2.5D编织CMCs和3D编织CMCs等。编织CMCs具有复杂的预制体结构，给研究人员对其力学模型与失效模式的分析造成了困难，所以建立能准确反映编织CMCs预制体结构的三维模型是有必要的。目前对编织CMCs建模的研究主要有计算机图形识别方法。该方法首先通过XCT技术获得CMCs预制体结构的内部图像，然后通过计算机图形识别技术识别出对应的经纱、纬纱和基体，将每一幅经过识别的图片堆叠起来，建立编织CMCs预制体结构的模型(见中国专利申请CN106469454A《一种复合材料细观结构的计算机图形识别技术和三维建模方法》)。此技术只能根据已有的试验件进行识别并建模，不能进行模型的设计以及模拟基体生长等过程，具有一定局限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种编织陶瓷基复合材料预制体宏细观一体化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1）用几何图形模拟编织陶瓷基复合材料预制体结构中纤维束的截面形状，创建所述纤维束的截面；2）用曲线模拟编织陶瓷基复合材料预制体结构中经线纤维束的走向，利用所述函数创建拟合出所述曲线，并将经线纤维束的截面沿着所述曲线扫掠，获得一个经线纤维束的模型；3）重复步骤2），针对编织陶瓷复合材料预制体结构中走向不同的经线纤维束，各自建立一个模型；4）用直线模拟编织陶瓷基复合材料预制体结构中纬线纤维束的走向，利用函数创建拟合出所述直线，并将纬线纤维束的截面沿着所述直线扫掠，获得一个纬线纤维束的模型；5）用几何图形模拟包裹经线/纬...

【技术特征摘要】
1.一种编织陶瓷基复合材料预制体宏细观一体化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1）用几何图形模拟编织陶瓷基复合材料预制体结构中纤维束的截面形状，创建所述纤维束的截面；2）用曲线模拟编织陶瓷基复合材料预制体结构中经线纤维束的走向，利用所述函数创建拟合出所述曲线，并将经线纤维束的截面沿着所述曲线扫掠，获得一个经线纤维束的模型；3）重复步骤2），针对编织陶瓷复合材料预制体结构中走向不同的经线纤维束，各自建立一个模型；4）用直线模拟编织陶瓷基复合材料预制体结构中纬线纤维束的走向，利用函数创建拟合出所述直线，并将纬线纤维束的截面沿着所述直线扫掠，获得一个纬线纤维束的模型；5）用几何图形模拟包裹经线/纬线纤维束的基体截面形状，根据预设的基体厚度参数，创建基体的截面，并将基体的截面沿着经线纤维束或纬线纤维束的中轴线进行扫掠，建立经线或纬线纤维束外基体的模型；或者以基体的外轮廓形状创建截面，将外轮廓截面沿着经线纤维束或纬线纤维束的中轴线进行扫掠后，将得到的体对基体内的纤维束模型进行布尔减操作，去除基体干涉至纤维束的部分，获得基体模型；经线纤维束模型与其外部的基体模型组成一个完整的经线单元模型，纬线纤维束模型与其外部的基体模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：高希光，杜翔宇，宋迎东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32