Initial Elastic Properties of Unidirectional Ceramic Matrix Composite Fiber Tows
Initial Elastic Properties of Unidirectional Ceramic Matrix Composite Fiber Tows
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单向陶瓷基复合纤维束的初始弹性性能
DOI：
10.1115/1.4005585
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Blacklock M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Blacklock M
用三种不同的方法计算了由一个或多个基体包围的连续圆柱形纤维组成的两种单向陶瓷基复合纤维束的初始弹性性能。第一种方法使用有限元（FE）对纤维束进行分析，计算三个主要方向上的弹性模量和剪切模量以及泊松比的值，在没有验证性实验数据的情况下，这种方法被认为是最准确的，适用于广泛的纤维/基体几何形状和材料。另外两个模型是(i)混合规则，ROM/体积平均和（ii）基于板表示的复合材料近似方程和分析关系，依赖于组成材料的弹性性能和体积分数。给出了用有限元方法确定的水系的初始弹性特性，并与其他两种方法的预测结果进行了比较。
The initial elastic properties of two unidirectional ceramic matrix composite tows, comprised of continuous, cylindrical fibers surrounded by one or more matrices, have been calculated using three different methods. The first uses finite element (FE) analysis of the tow to calculate values for elastic and shear moduli and Poisson’s ratios in the three principal directions, and in the absence of confirmatory experimental data is regarded as the most accurate for a wide range of fiber/matrix geometries and materials. The other two models are (i) rule of mixtures, ROM/volume averaging and (ii) the approximate equations of Halpin-Tsai and analytical relations based on slab representation for composite materials that rely on the elastic properties and volume fractions of the constituent materials. Initial elastic properties of the tows determined by the FE method are presented, and they are compared with predictions made by the other two techniques.
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