题目：陶瓷基复合材料有关界面问题的有限元研究

编织纤维陶瓷基复合材料在航空、航天、汽车等行业具有广阔的应用前景。其界面在整体材料的力学和热传导性能中都起到了至关重要的作用，因此对于编织纤维界面的研究是热点。但是由于界面本身的复杂性，不管是实验上还是在理论上都很难得到编织复合材料界面的力学和热学的相关参数，这对编织复合材料的结构化设计带来了困难。因此，本论文在力学研究方面通过从简单的二维单胞模型出发，研究编织复合材料的断裂过程，得到相应的界面参数，为进一步研究复杂结构的编织复合材料奠定了基础。在热传导研究方面，通过建立三维的热学模型，研究编织复合材料的热传导过程，得到界面的热传导率，为进一步充实编织复合材料的设计平台做出了基础性的工作。在本论文研究工作中，提出了纤维增强复合材料断裂有限元模型，该模型既用弹簧单元考虑了基体与纤维间的分离，又用接触单元考虑了基体与纤维之间的摩擦，较真实地模拟了纤维增强复合材料的断裂过程。通过有限元计算，预测了基体与纤维之间的界面结合强度对其断裂过程的影响。对比其他文献，本文预测结果与真实情况较为吻合。结果表明，对于纤维增强复合材料，不论是强基体还是弱基体，适中的界面结合强度有助于提高其韧性及整体抗拉强度。本论文建立了新的增强纤维编织复合材料热传导界面模型，并研究了基体热传导率和不同编织结构对复合材料传热性能的影响。结果表明：对于陶瓷基纤维增强复合材料，无论是高热传导率基体还是低热传导率基体，界面热导对其整体材料热导率的影响情况类似。在界面热传导率较低的情况下，影响整体材料热传导的主要因素集中到了界面热导上，所以材料的等效传热率随界面热传导率的变化比较大。而在界面热传导率较高的情况下时，由于整体材料的热传导率变化不大，因此界面热导的作用也没发挥出来。而对于不同编织结构的复合材料，可以通过有限元得到的等效热传导率来定义其结构因子，作为判断编织复合材料的结构方法。