1、隨著科技的進(jìn)步發(fā)展，碳/碳復(fù)合材料其應(yīng)用領(lǐng)域仍在逐步擴(kuò)大，但是因?yàn)樘祭w維與基體的界面結(jié)合程度并不高，容易脫粘，而且基體炭的強(qiáng)度不高容易開裂而導(dǎo)致材料失效。因此，為了提高 C/C復(fù)合材料的綜合性能，對其進(jìn)行改性，從而達(dá)到增韌的效果是必要且可行的。前期研究表明納米炭纖維是進(jìn)一步改善 C/C復(fù)合材料的理想材料，但有關(guān)納米纖維改性C/C復(fù)合材料(CNF-C/C)的增強(qiáng)機(jī)理并沒有深入的研究。本文采用數(shù)值模擬的方法來對 CNF-C/C復(fù)合材料的增強(qiáng)

2、機(jī)理進(jìn)行研究分析，目前 ANSYS的基本功能對于實(shí)現(xiàn)裂紋在垂直穿過界面后的擴(kuò)展還無法實(shí)現(xiàn)，而編寫的擴(kuò)展有限元程序能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能，所以本文采用ANSYS與擴(kuò)展有限元程序結(jié)合起來，以分析改性后的復(fù)合材料中各因素的對材料性能的影響效果及增韌機(jī)理問題。本文主要研究工作如下：
　?。?）首先驗(yàn)證擴(kuò)展有限元程序的可行性：采用不含預(yù)置裂紋的C/C復(fù)合材料模型，將擴(kuò)展有限元程序運(yùn)行出來的結(jié)果與直接采用ANSYS仿真的結(jié)果進(jìn)行比較，兩者模擬結(jié)果吻

3、合，從而驗(yàn)證此程序的可行性。
　?。?）根據(jù)建立的C/C復(fù)合材料和CNF-C/C復(fù)合材料的概念模型以及給出的公式是從理論角度，證明了納米纖維改性對C/C復(fù)合材料的增韌的作用，分析CNF的加入提高復(fù)合材料力學(xué)性能的原因，并估算納米纖維含量的影響。
　?。?）模擬在C/C復(fù)合材料與CNF-C/C復(fù)合材料中，預(yù)置的垂直于結(jié)合界面的裂紋擴(kuò)展情況，對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析，可以觀察到由于納米纖維的加入增加了碳纖維和基體之間的粘結(jié)強(qiáng)度，與

4、研究者們前期的研究結(jié)果相同；
　　（4）模擬在不同納米纖維長度的改性復(fù)合材料中裂紋垂直結(jié)合界面的擴(kuò)展情況，結(jié)果顯示隨著納米纖維長度的增加，裂縫偏轉(zhuǎn)程度減小，即碳纖維不易被拔出；證明納米纖維長度越長，碳纖維和基體之間的粘結(jié)程度越強(qiáng)，CNF增韌C/C復(fù)合材料的效果越好。
　?。?）模擬裂紋在不同基體彈性模量的改性復(fù)合材料中的擴(kuò)展情況，可以看出在相同作用力下，隨著基體彈性模量的增加裂紋偏轉(zhuǎn)程度逐漸減小，表明纖維越不容易被拔出，CN