沙云东 周 颖 骆 丽

（沈阳航空航天大学 航空发动机学院，沈阳 110136）

高推重比航空发动机需要先进的材料和技术支持。复合材料的应用是增大航空发动机推重比的重要途径[1]。SiC/TC4复合材料具有高比强度、比刚度以及结构稳定性等特性，因此航空发动机涡轮轴和叶盘等部件的设计采用SiC/TC4复合材料已成为发展趋势[2-3]。对SiC/TC4复合材料进行力学性能预测，是复合材料结构设计的前提。界面在纤维与基体间传递载荷，因此将其纳入用于预测复合材料细观失效模型中十分必要。

通常复合材料的力学性能需要通过试验获取。Tan等[4-5]进行了复合材料拉伸试验，得到复合材料的纵向和横向拉伸强度、弹性模量和泊松比。但是，复合材料性能试验的成本较高，且试验结果存在分散性。近年来，通过有限元进行细观力学分析成为复合材料力学性能预测的有效方法。Gundel等[6]用数值分析确定了不同纤维排列形式下的界面应力，用同心圆柱模型得出复合材料弹性模量。Zahl等[7]计算了纤维排列和边界条件对连续纤维金属基复合材料横向强度的影响，得出45°加载时纤维按正方形排列比按六角形排列的强度高。Ever等[8]用代表体积元建立了高温条件下金属基复合材料强度预测模型，模型考虑了基体蠕变、界面开裂和界面粗糙度等影响因素。Lucas等[9]通过细观力学模型预测复合材料横向强度，根据试验修正Chamis模型的半经验公式，使得修正后的模型在横向强度预测方面取得了较大改进。……