复合材料学报

作者：闫晓杰, 金翔宇, 黄鹤, 范召林, 张幸红, 洪长青,

关键词：超轻质石英/酚醛复合材料, 高温烧蚀试验, 多物理场, 有限元法, 二氧化硅相变,

基于超轻质石英/酚醛复合材料的烧蚀防热机制，建立了包含二氧化硅相变的复合材料烧蚀多物理场模型，预测了超轻质石英/酚醛复合材料的表背面温度、热解度、不同层厚度及孔隙压力分布。数值模拟通过计算获得了表面二氧化硅液态层厚度变化规律，模型预测的温度结果与烧蚀实验中测量结果吻合。根据各项传热模式的热流分析结果可见，对防/隔热机制影响最主要的是热辐射、热阻塞和二氧化硅气化。针对超轻质石英/酚醛复合材料的典型服役工况，采用0.5~2.5 MW/m²之间热流密度作为环境输入参数，研究了不同热流密度条件下超轻质石英/酚醛复合材料的烧蚀行为，结果表明：超轻质石英/酚醛复合材料表面烧蚀后退量随热流密度的增加而增加；热流密度小于1.5 MW/m²时表面液态层厚度随热流密度的增加而增加，热流密度大于1.5 MW/m²时表面液态层厚度基本保持不变。该模型为深入研究超轻质石英/酚醛复合材料的烧蚀机制提供一定的指导。

来源：2024年第9期

《复合材料学报》期刊编辑部

查看复合材料学报杂志2024年第9期