超高温材料力学

本书系统介绍近年来作者在超高温材料力学性能方面的理论建模、数值模拟和实验研究成果。本书共9章，内容包括:绪论、超高温材料热力耦合本构关系、超高温陶瓷材料温度相关性断裂强度理论表征模型、超高温陶瓷基复合材料高温断裂强度理论表征模型、陶瓷材料的抗热震性能、高温层状及涂层材料高温力学行为、热防护材料热力氧耦合计算力学、超高温实验力学测试技术与仪器、高温点阵热防护结构功能一体化设计与表征等。本书适合固体力学、材料科学和应用物理等领域的教师、研究生和专业技术人员参考。

前言
第1章绪论1
1.1高温材料的特性1
1.2高温材料力学的研究背景2
1.2.1超高温陶瓷材料研究概况2
1.2.2超高温陶瓷基复合材料研究概况3
1.2.3高温点阵材料研究概况5
1.3本书的结构与内容安排7
参考文献7
第2章超高温材料的热力耦合本构关系11
2.1C/SiC复合材料高温非线性行为物理机制11
2.1.1微裂纹扩展与拉压异性11
2.1.2高温对非线性行为的影响14
2.2C/SiC复合材料热力耦合本构关系框架16
2.2.1塑性屈服函数16
2.2.2一般性增量型本构关系框架17
2.3温度效应的引入18
2.4本构关系参数的确定20
2.5理论与实验结果对比24
2.6本章小结26
参考文献26
第3章超高温陶瓷材料温度相关性断裂强度理论表征模型28
3.1超高温陶瓷材料温度相关性断裂强度模型29
3.1.1建模思想29
3.1.2理论模型29
3.1.3理论与实验结果对比31
3.2单晶超高温陶瓷材料温度相关性理想拉伸强度模型32
3.2.1单晶材料的失效模式32
3.2.2理论模型34
3.2.3理论与实验结果对比46
3.3超高温陶瓷材料热-损伤断裂强度模型54
3.3.1理论模型54
3.3.2理论与实验结果对比58
3.3.3裂纹形状及尺寸对高温断裂强度的影响59
3.3.4杨氏模量对高温断裂强度的影响61
3.4本章小结61
参考文献62
第4章超高温陶瓷基复合材料高温断裂强度理论表征模型65
4.1颗粒增强超高温陶瓷基复合材料65
4.1.1温度相关性断裂强度模型65
4.1.2高温氧化过程中碳化硅耗尽层断裂强度理论表征92
4.2纤维增强超高温陶瓷基复合材料102
4.2.1温度相关性断裂强度模型103
4.2.2理论与试验结果对比106
4.3层状增强超高温陶瓷基复合材料108
4.3.1温度相关性断裂强度模型109
4.3.2理论计算结果与分析111
4.4本章小结114
参考文献114
第5章陶瓷材料的抗热震性能118
5.1降温热冲击环境下抗热震性能119
5.1.1理论模型119
5.1.2结果与讨论121
5.2升温热冲击环境下抗热震性能127
5.2.1理论模型127
5.2.2结果与讨论127
5.3主动冷却情形下抗热震性能133
5.3.1理论模型134
5.3.2结果与讨论135
5.4气动热环境下抗热震性能139
5.4.1理论模型139
5.4.2数值模拟144
5.4.3结果与讨论147
5.5对流热环境下抗热震性能151
5.5.1理论模型151
5.5.2数值模拟153
5.5.3结果与讨论154
5.6热防护系统的抗热震性能158
5.6.1分析模型159
5.6.2结果与讨论162
5.7抗热震性能的影响因素分析167
5.7.1损伤形式的影响167
5.7.2约束方式的影响170
5.7.3面内几何形状的影响175
5.7.4试件进入冷却介质姿势的影响179
5.7.5冷却介质温度的影响183
5.7.6机械冲击的影响187
5.8本章小结191
参考文献191