一种陶瓷基复合材料氧化环境下热膨胀系数预测方法

1.一种陶瓷基复合材料氧化环境下热膨胀系数预测方法,其特征在于：包括以下步骤：S1、基于单向C/SiC材料氧化缺口深度随温度、时间的变化规律,得到单向C/SiC材料在中温区间每个温度下累积的纤维缺口深度；其中,所述中温为400～800℃；S2、基于单向C/SiC材料在中温区间每个温度下累积的纤维缺口深度,采用有限元软件,定义模型单元为热单元,建立各温度下含基体裂纹微观尺度有限元模型,划分网格,通过随机改变基体单元材料属性,设置基体孔隙率；S3、将陶瓷基复合材料的组份材料在各温度下热传导系数作为热单元基本属性带入步骤S2建立的微观尺度有限元模型,施加温度载荷,求解得到该模型的热应力场；其中,组分材料包括碳纤维、热解碳界面和碳化硅基体；S4、将热单元和结构单元进行转换,将陶瓷基复合材料的组份材料在各温度下弹性参数、热膨胀系数作为结构单元基本属性带入步骤S2建立的微观尺度有限元模型,施加位移约束和热应力载荷,计算提取该模型在轴向和横向的热膨胀系数；其中,轴向为平行于纤维方向,横向为垂直于纤维轴向；S5、计算得到微观尺度有限元模型在不同温度下的弹性参数、热传导系数；S6、采用有限元软件,定义单胞模型单元为热单元,建立2.5D C/SiC复合材料单胞模型,划分网格,偏转纱线单元局部坐标系,通过随机改变基体单元材料属性,设置基体孔隙率；S7、将步骤S2建立的微观尺度有限元模型和碳化硅基体在不同温度下的热传导系数作为纱线单元的材料属性带入步骤S6建立的2.5D C/SiC复合材料单胞模型,施加温度载荷,获得模型的热应力场；S8、将热单元和结构单元进行转换,将微观尺度有限元模型和碳化硅基体在各温度下弹性参数、热膨胀系数作为结构单元基本属性带入步骤S6得到的2.5D C/SiC复合材料单胞模型,对所述2.5D C/SiC复合材料单胞模型施加位移约束和热应力场,求解并提取该模型在各方向的热膨胀系数。