陶瓷辊棒加载速率效应和应力-应变行为模拟

　　对A、B、C三种工艺制备的2D和2.5D编织陶瓷辊棒进行了准静态拉伸试验，试验采用的加载速率分别为0.02mm/min、0.2mm/min、1mm/min、5mm/min、25mm/min、125mm/min。获得了不同加载速率下，2D和2.5D编织陶瓷辊棒的应力-应变曲线。基于所获得试验结果，讨论了加载速率对2D和2.5D编织陶瓷辊棒力学性能产生影响的原因。试验结果表明:A、B工艺的2.5D编织陶瓷辊棒对加载速率的变化不敏感;C工艺的2D编织陶瓷辊棒对加载速率变化不敏感，而A工艺的2D编织陶瓷辊棒对加载速率变化较为敏感，随着加载速率的增加，材料的初始弹性模量有较大程度的增大，破坏应变有所减小。基于基体强度分布理论，模拟了对加载速率不敏感的2D编织陶瓷辊棒在拉伸载荷下的应力-应变行为。

　　采用化学气相渗透工艺制备陶瓷辊棒的模拟与可视化、柔性与鲁棒性以及强韧性控制与设计等研究的进展和趋势.陶瓷辊棒气相制造过程模拟涉及气体传输、反应热力学与动力学、预制体的孔隙结构建模等理论，是一个典型的多尺度和多物理场问题.运用量子化学、化学热力学、微观动力学、有限元、水平集和人工智能等方法，实现了陶瓷辊棒致密化过程的模拟和成分分析，更加精准地反映了气体在多孔预制体中的各向异性传输和沉积过程，为工艺优化提供更准确的控制参数.CVI工艺制备陶瓷辊棒具有柔性与鲁棒性等工艺特性，包括应用广泛性，可控制、可调整与可设计性，可连接与可组装性，可纠错、可修复与可兼容性等诸多特性，适用于陶瓷辊棒微结构的调控，是陶瓷辊棒领域最先进的基础制造方法.陶瓷辊棒的强韧性一直是其发展中的核心问题，增强体纤维、基体及二者界面之间的模量匹配，以及热残余应力和纤维基体体积分数等参数的设计与控制是这个核心问题的关键.通过合理控制与设计这些参数，可以实现陶瓷辊棒的强韧化控制与设计，从而适应不同使用环境条件的需求.

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