周振云，胡耀华，马 李

（台州学院 物理与电子工程学院，浙江 台州 318000）

碳基复合材料有效性能的细观力学研究

周振云，胡耀华，马 李＊

（台州学院 物理与电子工程学院，浙江 台州 318000）

作为一种多相体材料，碳基复合材料的力学性能和损伤破坏规律与其组元材料的弹性常数、体积含量以及细观结构密切相关。独创了组元材料试样加工与拉伸试验方法，获得了石墨基体和碳纤维的拉伸模量、强度和断裂应变率，在此基础上利用细观力学中Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka方法，建立了预报材料弹性常数的细观力学模型，并将理论预报结果与试验结果进行了比较，分析了误差产生的原因。结果表明：理论预报值与试验值之间的误差在10%以内，说明计算模型合理，计算结果可信。

碳基复合材料；组元；拉伸试验；细观力学

1 引言

碳纤维增强碳基体复合材料具有高比强度、高比模量、耐疲劳、抗摩擦性能、高温下仍能保持高强度、良好的耐烧蚀性能及结构尺寸稳定、可设计性强等特点，受到航空航天领域的广泛关注［1-3］。

作为一种多相体材料，碳/碳复合材料具有强烈的结构特征，其力学性能和损伤破坏规律与其组元的弹性常数、体积含量及细观结构密切相关。因此针对组元进行力学试验，获得可靠试验数据，分析复合材料各组成相的力学性能与复合材料宏观力学性能之间的关系是正确预报碳基复合材料性能和建立力学模型的关键［4-6］。

本文针对碳/碳复合材料的……