梁向雨
,
林莉
,
陈军
,
丁珊珊
,
李喜孟
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.3.015
针对孔隙率为4.08％和4.20％,孔隙长度尺寸范围分别为6.34 ～ 216.78μm,6.34 ～ 722.25μm的两组碳纤维增强复合材料试样,依据基于随机介质理论和统计学方法建立随机孔隙模型(Random Void Model,RVM)的思想,研究了孔隙建模原理和方法.将孔隙按照长度进行分级,分别建立对应不同尺寸级别的孔隙模型,然后将各个级别的孔隙模型进行叠加.与金相照片对比结果表明,采取分级孔隙建模思想得到的孔隙模拟结果与实际孔隙形貌之间的几何相似度很高,为后续数值计算提供了模型基础.
关键词:
碳纤维增强复合材料
,
孔隙
,
随机孔隙模型
,
分级
马志远
,
罗忠兵
,
林莉
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.05.015
依据由电子束物理气相沉积法(Electron Beam Physical Vapor Deposition,EB-PVD)制备的ZrO2-7％(质量分数)Y2O3 (Yttria Stabilization Zirconia,YSZ)涂层显微分析结果,采用统计学方法和随机介质理论建立了涂层的随机孔隙模型.针对孔隙率分别为0％,5％,10％且具有不同孔隙形貌的涂层模拟结果,采用数值计算方法得到不同孔隙率及孔隙形貌差异引起的纵波声速变化.结果表明:含孔隙涂层纵波声速明显减小,与致密涂层相比,孔隙率为5％和10％的YSZ涂层,纵波声速分别减小14.4％和23.9％.此外,孔隙率恒定时,孔隙形貌变化也会引起超声纵波速度波动,对于孔隙率5％和10％的涂层,声速波动分别为5.0％和6.8％,该模拟计算结果与对应孔隙率的实验测量结果5.9％和7.5％是相当的.
关键词:
热障涂层
,
孔隙率
,
孔隙形貌
,
纵波声速
,
随机孔隙模型
牟云飞
,
林莉
,
郭广平
,
李喜孟
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.01.012
基于炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)随机孔隙模型,提出采用时域有限差分法对CFRP孔隙率超声衰减检测进行数值模拟.针对孔隙率P=0.065%～4.96%,厚度2mm,纤维质量分数69%±3%的多层预浸料热压成型炭纤维单向增强环氧树脂基复合板,进行了数值模拟与实验测试.所得到的CFRP孔隙率与超声衰减系数间关系,在模拟与实验中展现了相似的规律.结果表明:利用随机孔隙模型结合时域有限差分法进行CFRP孔隙率超声检测数值模拟具有可行性.
关键词:
炭纤维增强复合材料
,
孔隙率
,
随机介质
,
随机孔隙模型
,
时域有限差分法
张伟
,
马志远
,
高剑英
,
林莉
,
雷明凯
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.20161228002
为探究孔隙细观形貌对热障涂层脱粘缺陷超声检测定量精度的影响,基于电子束物理气相沉积法制备的厚度约为100 μm的ZrO2-7％Y2O3(7YSZ)热障涂层SEM形貌,建立了界面脱粘尺寸0.2～2.0 mm、孔隙率范围0％～5％、孔隙平均宽高比分别为4:10、6:10、8:10和10:10的多组热障涂层二维随机孔隙模型(Random void model,RVM),采用时域有限差分技术进行了超声检测数值模拟.结果表明:当涂层厚度一定时,涂层声压反射系数幅度谱极值与脱粘尺寸呈线性关系,脱粘尺寸超声定量误差随孔隙率和孔隙平均宽高比的增加而增大,当涂层孔隙率为5％时,超声测量最大相对误差已达到37.7％,孔隙平均宽高比增大为10:10时,超声测量最大相对误差达到36.9％.此外,由于受孔隙分布状态的影响,超声定量结果呈现出一定的波动性.
关键词:
热障涂层
,
脱粘
,
孔隙细观特征
,
随机孔隙模型
,
超声检测
,
数值模拟
张翔
,
林莉
,
陈军
,
郭广平
,
李喜孟
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.6.017
在二维条件下,对比分析了经典的确定性模型和随机孔隙模型对含孔隙复合材料的物理模拟结果.确定性模型将含孔隙复合材料看做各向同性均匀介质,将孔隙假设为大小相同、离散均匀分布的规则形状;随机孔隙模型依据随机介质理论,采取统计学原理和方法,将孔隙看做是小尺度上的随机扰动,叠加于由基体构成的大尺度背景介质平均特性之上,可以利用空间平稳随机过程加以描述.研究发现,利用随机孔隙模型不但能够得到与真实孔隙几何相似性良好的孔隙形貌,而且基于此模型的超声衰减系数理论预测结果和实验测试结果之间的符合程度大大优于传统的确定性模型.
关键词:
复合材料
,
孔隙
,
随机孔隙模型
