申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2020-10-12

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN112149235B

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F30/23;G06F113/26;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2021.01.15#实质审查的生效;2020.12.29#公开

摘要：本发明公开了一种基于微观尺度温度场信息修正的编织结构陶瓷基复合材料热分析方法，包括以下步骤：获取编织结构陶瓷基复合材料几何特征；建立编织结构陶瓷基复合材料的微观单胞模型以及均匀化计算模型；进行温度场的有限元计算；获得编织结构陶瓷基复合材料薄壁构件厚度方向的等效导热系数，以及剩余两个方向的等效导热系数；进行有限元计算，得到微观温度场；通过有限项的二维傅里叶级数对温度波动信息进行拟合，得到拟合表达式；得到均匀化计算模型对应的温度波动信息，将温度波动信息叠加到步骤五获取的宏观等效温度场中进行局部修正，实现温度场的重构。本发明能够获得精度更高的编织CMC材料部件表面温度值。

主权项：1.一种基于微观尺度温度场信息修正的编织结构陶瓷基复合材料热分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，对编织结构陶瓷基复合材料开展微观结构测试，获取其几何特征；步骤二，根据步骤一中获取的几何特征，结合编织结构陶瓷基复合材料的实际厚度以及内部纤维束的周期分布特征，建立编织结构陶瓷基复合材料的微观单胞模型以及均匀化计算模型；步骤三，对步骤二建立的微观单胞模型进行温度场的有限元计算；步骤四，根据微观单胞模型的温度场的有限元计算结果，获得厚度方向的平均热流密度，结合步骤二建立的均匀化计算模型的厚度及边界温度差值，根据傅里叶公式计算获得编织结构陶瓷基复合材料薄壁构件厚度方向的等效导热系数，并通过相同的方法获取编织结构陶瓷基复合材料剩余两个方向的等效导热系数；步骤五，对均匀化计算模型进行流热固耦合计算得到宏观等效温度场；步骤六，根据步骤五的计算结果，提取均匀化计算模型表面的温度和对流换热系数，并将提取的温度和换热系数分布施加至微观单胞模型表面进行有限元计算，得到微观温度场；步骤七，基于将步骤五和步骤六计算得到的宏观等效温度场以及微观温度场，求得微观温度波动信息；步骤八，将编织结构陶瓷基复合材料的几何特征引入步骤七获取的温度波动信息中，将其定义为一个包含位置信息的波动信息，并根据编织结构陶瓷基复合材料的周期特性，通过有限项的二维傅里叶级数对温度波动信息进行拟合，得到拟合表达式；步骤九，建立与步骤二中均匀化计算模型相同大小的全尺寸编织结构模型，将全尺寸编织结构模型的位置信息带入步骤八获取的拟合表达式中，得到均匀化计算模型对应的温度波动信息，将温度波动信息叠加到步骤五获取的宏观等效温度场中进行局部修正，实现温度场的重构；所述步骤七中，将步骤五和步骤六计算得到的宏观等效温度场以及微观温度场参数化处理并导入MATLAB软件，对宏观等效温度场与微观温度场的对应区域进行求差得到微观温度波动信息。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 基于微观尺度温度场信息修正的编织结构陶瓷基复合材料热分析方法

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