| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-29页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第12-15页 |
| 1.1.1 C/C复合材料的层间增强技术 | 第12-14页 |
| 1.1.2 针刺C/C复合材料的应用 | 第14-15页 |
| 1.1.3 课题研究意义 | 第15页 |
| 1.2 针刺C/C复合材料的制备工艺 | 第15-18页 |
| 1.3 针刺C/C复合材料力学性能的实验研究 | 第18-21页 |
| 1.3.1 针刺碳纤维预制体的结构研究及力学性能分析 | 第18-19页 |
| 1.3.2 针刺碳纤维增强陶瓷基复合材料的力学实验研究 | 第19-21页 |
| 1.4 细观理论分析与数值研究概况 | 第21-26页 |
| 1.4.1 纤维增强复合材料的细观力学研究进展 | 第21-24页 |
| 1.4.2 针刺C/C复合材料的细观力学研究进展 | 第24-26页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第26-29页 |
| 第二章 针刺C/C复合材料的细观结构表征 | 第29-42页 |
| 2.1 实验材料及样品制备 | 第29-32页 |
| 2.1.1 预制体的制备 | 第29-32页 |
| 2.1.2 增密工艺 | 第32页 |
| 2.2 表征方法 | 第32-35页 |
| 2.2.1 金相制样与显微观察 | 第32页 |
| 2.2.2 CT扫描与数据处理 | 第32-35页 |
| 2.3 实验结果分析 | 第35-41页 |
| 2.3.1 纤维分布 | 第35-37页 |
| 2.3.2 孔隙结构 | 第37-41页 |
| 2.4 本章小结 | 第41-42页 |
| 第三章 针刺C/C复合材料的随机单胞模型 | 第42-63页 |
| 3.1 几何模型及网格划分 | 第42-45页 |
| 3.2 单胞子区域的弹性常数计算 | 第45-55页 |
| 3.2.1 弹性常数计算的整体思路 | 第46页 |
| 3.2.2 细观解析方法 | 第46-50页 |
| 3.2.3 均匀化方法的具体操作步骤 | 第50-55页 |
| 3.3 边界条件及有限元实现 | 第55-60页 |
| 3.3.1 单胞模型的周期性边界条件 | 第55-56页 |
| 3.3.2 周期性边界条件的约束方程 | 第56-59页 |
| 3.3.3 应用于非周期性网格的约束条件 | 第59-60页 |
| 3.4 算法验证 | 第60-62页 |
| 3.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 第四章 基于针刺随机单胞模型的力学性能分析 | 第63-92页 |
| 4.1 随机单胞模型的选取 | 第63-65页 |
| 4.2 针刺C/C复合材料的变形及内部应力状态 | 第65-73页 |
| 4.2.1 随机单胞模型的变形状态 | 第65-68页 |
| 4.2.2 随机单胞模型的应力分布 | 第68-73页 |
| 4.3 基于随机单胞模型的有效弹性性能预报 | 第73-82页 |
| 4.3.1 有效弹性常数的计算方法 | 第73-74页 |
| 4.3.2 有效弹性常数的计算结果分析 | 第74-82页 |
| 4.4 层合板模型的建立与对比分析 | 第82-90页 |
| 4.4.1 薄壁变截面针刺C/C复合材料的宏观建模策略 | 第83-84页 |
| 4.4.2 界面单元的本构模型 | 第84-85页 |
| 4.4.3 层合板单胞模型的建立 | 第85-86页 |
| 4.4.4 层合板单胞模型的结果分析 | 第86-90页 |
| 4.5 本章小结 | 第90-92页 |
| 第五章 针刺C/C复合材料层板的细观应力集中 | 第92-113页 |
| 5.1 针刺工艺与纤维损伤 | 第92-94页 |
| 5.2 应力集中问题的细观力学模型 | 第94-102页 |
| 5.2.1 针刺C/C复合材料层板的拉伸失效机制 | 第94-95页 |
| 5.2.2 基于剪滞理论的细观数值算法 | 第95-99页 |
| 5.2.3 利用双共轭梯度法的求解实现 | 第99-102页 |
| 5.3 基于剪滞模型的数值算法验证 | 第102-104页 |
| 5.3.1 与剪滞理论解析解的对比分析 | 第102-103页 |
| 5.3.2 与有限元方法的对比分析 | 第103-104页 |
| 5.4 细观应力集中的结果分析与讨论 | 第104-112页 |
| 5.4.1 针刺孔尺寸对于应力集中的影响 | 第104-107页 |
| 5.4.2 纤维直径与间距对应力集中的影响 | 第107-108页 |
| 5.4.3 针刺孔分布情况对应力集中的影响 | 第108-111页 |
| 5.4.4 拉伸强度与针刺密度的实验研究 | 第111-112页 |
| 5.5 本章小结 | 第112-113页 |
| 第六章 总结与展望 | 第113-117页 |
| 6.1 全文总结 | 第113-115页 |
| 6.2 本文创新之处 | 第115-116页 |
| 6.3 研究展望 | 第116-117页 |
| 致谢 | 第117-119页 |
| 参考文献 | 第119-131页 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文 | 第131页 |
