火焰加热环境下 C/SiC 材料热膨胀行为研究

C/SiC 复合材料因其优异的高温力学性能，在航空航天等领域发挥着不可替代的作用，而对高温热膨胀性能的研究一直是 C/SiC 复合材料的研究热点。本文采用氧丙烷火焰炬对 C/SiC 样品表面进行加热，在蓝光补偿下采用 CCD 相机和红外点温计观察 C/SiC 复合材料火焰加热环境下热膨胀过程，基于“增强比色法”和数字图像相关方法的温度变形同步测量方法进行温度场、位移场和应变场的计算。同时建立火焰加热下 C/SiC 有限元仿真模型，数值仿真结果表明，样品上端裂纹的存在会使得样品的热膨胀行为发生改变。在升温过程中，裂纹的存在增加了样品上端的热膨胀量，而这种增加量是由于裂纹“张开”导致的；同时，随着裂纹长度的增加，样品上边缘水平方向长度变化量急剧增长。