大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，包括以下步骤：基于陶瓷前驱体固化过程对工艺变形影响的工艺变形预测：具体为：陶瓷基复合材料热结构固化模型的建立；陶瓷基复合材料热结构热解模型的建立；陶瓷基复合材料热结构渗透模型的建立；获得陶瓷前驱体的总应变增量；陶瓷基复合材料热结构工艺变形的预测；还包括基于陶瓷前驱体固化过程对工艺变形影响的工艺变形调控：本发明专利技术充分考虑了固化、多轮热解对工艺变形的影响，建立了更为完整的整体式陶瓷基复合材料热结构工艺变形预测模型。使用该方法，能低成本、高效地对不同的纤维/基体材料以及热结构的几何形状的PIP工艺方案进行优化，实现对工艺变形的最佳控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料结构先进制造，尤其涉及一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法。

技术介绍

1、大型整体陶瓷基复合材料(cmc)热结构部件呈现出尺寸大、薄壁且形状复杂特征，热结构保形和控形工艺方法是航天热结构/热防护先进制造领域的关键技术之一。采用准确、合理且高效的工艺力学模型对热结构热变形进行预测与抑制，是飞行器热结构在设计和制造过程中降低装配失效风险并最大限度发挥其热力综合性能优势与潜力的关键环节。其中，前驱体浸渍裂解工艺(pip)是cmc热结构的一种近净成形制备方法，通过反复循环陶瓷前驱体浸渍和热解，逐步提高陶瓷基体密度。该工艺可更好地精准调控基体成分和微观结构，以及复杂整体式部件的净形制造，在航空航天耐高温整体式热结构制造领域具有重要应用。但前驱体裂解过程中产生的变形，尤其在大尺寸整体cmc热结构变形误差中被放大，严重制约着大尺寸整体cmc热结构应用推进乃至高性能热结构研制进程。

2、在大型陶瓷基复合材料(cmc)制备中，材料与热结构几何形状，尤其是几何不连续、变截面厚度区域等的几何差异会导致所需工艺条件不同，而传统工本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，所述步骤一过程(1)的陶瓷基复合材料热结构固化模型的建立，具体如下：

3.根据权利要求1所述一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，所述步骤一过程(2)的陶瓷基复合材料热结构热解模型的建立，具体如下：

4.根据权利要求1所述一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，所述步骤一过程(3)的陶瓷基复合材料热结构渗透模型的建立，具体如下：...

【技术特征摘要】

1.一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，所述步骤一过程(1)的陶瓷基复合材料热结构固化模型的建立，具体如下：

3.根据权利要求1所述一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，所述步骤一过程(2)的陶瓷基复合材料热结构热解模型的建立，具体如下：

4.根据权利要求1所述一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，所述步骤一过程(3)的陶瓷基复合材料热结构渗透模型的建立，具体如下：

5.根据权利要求1所述一种大尺寸整体陶瓷基复合材料热结构变形预测和抑制方法，其特征在于，所述步骤一过程(4)的获得陶瓷前驱体的总应变增量和等效应力增量，具体如下：

6.根据权利要求1所述一种大尺寸整体陶瓷基复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正茂，官小轶，张中伟，闫涵，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：