Thermal Shock Crack Propagation of Alumina Simulated With the Phase-Field Method Under Temperature-Dependent Damage Criteria北大核心CSCD

氧化铝陶瓷材料的力学性能受温度影响显著,因此使用相场法模拟热冲击裂纹的扩展时有必要考虑损伤判据的温度相关性.在现有热力学相场模型的基础上通过引入温度相关性损伤判据,修正了相场模型的控制方程.利用该模型对氧化铝陶瓷热冲击实验进行有限元模拟,并将模拟结果与氧化铝热冲击实验结果和不考虑温度相关性损伤判据的有限元模拟结果进行对比.结果表明,通过引入温度相关性损伤判据,可实现对热冲击裂纹的萌生和扩展过程更合理的模拟.     

升温热冲击环境下超高温陶瓷材料抗热震性能的热-损伤模型

在现有的抗热震理论基础上考虑到超高温陶瓷材料热物理性能对温度的敏感性及损伤在其使役历程中随温度的演化,建立了适用于升温服役环境下表征超高温陶瓷材料抗热震性能的热-损伤模型。该模型考虑了微裂纹尺寸、密度、热冲击环境温度等因素对材料抗热震性能的影响。利用此模型研究了超高温陶瓷材料在升温服役环境下损伤以微裂纹形核规律演化时对其抗热震性能的影响。从理论上验证了基于材料微结构设计思想在制备超高温陶瓷材料时,引进一定密度一定尺寸的微裂纹并控制其随温度演化规律以形核方式进行,既可以使材料保持较高的强度又能大幅度提升材料的抗热震性能。