申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2021-01-15

公开（公告）日：2024-02-13

公开（公告）号：CN112668204B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F113/26;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.13#授权;2021.05.04#实质审查的生效;2021.04.16#公开

摘要：本发明公开了一种陶瓷基复合材料热解碳PyC界面模型建立及剪切强度预测方法，基于陶瓷基复合材料PyC界面实际微观结构的观测结果，计算出PyC界面有序类石墨层单元的碳层间距、碳层堆积高度和碳层尺寸，建立了短程有序碳层和无定形自由碳并存的PyC界面三维乱层结构模型，结合陶瓷基复合材料纤维和基体结构模型，采用分子动力学方法模拟了陶瓷基复合材料纤维推入试验过程，准确预测出PyC界面剪切过程的应力‑应变曲线，曲线最高点所对应的应力值即为PyC界面剪切强度。本发明为陶瓷基复合材料PyC界面提供一种准确的建模方法，能够简便有效地预测界面的剪切强度，为之后计算陶瓷基复合材料力学性能提供了重要的界面剪切强度参数。

主权项：1.一种陶瓷基复合材料热解碳PyC界面模型建立及剪切强度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立PyC界面有序石墨层单元模型：根据PyC界面层微观结构观测结果，计算碳层间距、碳层的堆叠高度、碳层的大小和碳层的有序度，根据界面结构参数建立有序类石墨层单元；步骤2、建立PyC界面三维无序结构模型：考虑PyC界面中无定形自由碳和有序碳层并存的实际结构，将短程有序石墨层单元随机组合形成乱层的PyC界面层，然后填充无定形碳直至达到PyC界面层实际密度，建立与观测结果一致的三维PyC界面模型；步骤3、建立陶瓷基复合材料分子动力学模型：在分子动力学模拟软件MaterialsStudio中建立纤维和基体结构模型，按基体PyC界面层纤维的顺序组合成初始模型，根据陶瓷基复合材料的制备过程，对初始模型进行弛豫，建立陶瓷基复合材料最终分子动力学模型；步骤4、模拟陶瓷基复合材料界面剪切过程：采用势函数模拟原子间相互作用，基于纤维推入试验过程，给纤维外侧原子层施加位移载荷，固定基体底部原子层沿位移方向坐标，给定模型边界条件，推动纤维整体移动，直至界面完全脱粘，记录模型的剪切应力-应变曲线，剪切应力-应变曲线的最高点所对应的应力值即为PyC界面的剪切强度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种陶瓷基复合材料热解碳PyC界面模型建立及剪切强度预测方法

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