基于X射线CT原位试验的平纹SiC_(f)/SiC压缩损伤演化机理

作者：程相伟; 张大旭^*; 杜永龙; 郭洪宝; **亮

来源：上海交通大学学报, 2023, 1-19.

DOI：10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.322

• 陶瓷基复合材料
• 碳化硅
• 深度学习
• 图像分割
• 数字体积相关技术

为揭示陶瓷基复合材料的损伤演化及失效机理，开展了平纹SiCf/SiC复合材料X射线CT原位压缩试验，得到了材料加载过程中和破坏后的CT原位图像数据；采用数字体积相关技术(DVC)获得了材料的位移场和应变场，利用图像处理软件建立了复合材料内部三维可视化模型，借助深度学习算法获得了纤维束劈裂等损伤的空间分布，进行了压缩损伤演化定性分析以及定量分析。结果表明：在单向压缩过程中，材料在厚度方向出现较大鼓出变形，在宽度方向则发生较小的收缩；厚度方向鼓出变形是引起材料压缩损伤的主要原因。载荷较大时出现表层基体脱落、纤维束劈裂、分层等损伤；纤维束压缩弯折导致材料压缩失效，断口处出现明显V形剪切带。平纹SiCf/SiC的压缩损伤演化分析表明，DVC和基于深度学习的图像分割方法可以有效地揭示陶瓷基复合材料压缩损伤演化机理。

• 单位
  中国航发商用航空发动机有限责任公司; 上海交通大学; 建筑工程学院