单向纤维束SiC/SiC复合材料强度统计分布规律与微结构损伤分析

SiC/SiC复合材料力学性能离散性来源于其结构单元和微结构特征.本文针对结构最简单的单向纤维束SiC/SiC复合材料,通过双参数Weibull分布和中位估计分布分析其强度分布规律,基于该复合材料各组元(基体、界面相、纤维)微结构的深度学习来揭示其离散性.结果表明:小试炉和中试炉制备的单向纤维束SiC/SiC的拉伸强度分别位于(331.02 MPa,407.82 MPa)和(161.09 MPa,540.95 MPa);前者威布尔模数(20.59)比后者(5.01)高出 75.7%,表明中试的离散性增大.断口形貌深度学习结果表明:基体开裂、界面偏转和纤维断裂拔出是主要的失效机制,定量分析得到基体裂纹间距分布于(83.2 μm,107.8 μm),通过细观力学公式计算表明基体非均匀性为影响复合材料可靠性的主要原因.