三维角联锁编织复合材料热循环各向异性热膨胀行为与损伤演化机制研究

本研究针对三维角联锁编织复合材料(3DAWC)在热循环中因纤维束空间异质排布导致的各向异性热机械响应问题，通过实验-数值联合框架系统揭示了其方向依赖性损伤机制。研究人员开发了包含温度-时间本构关系的多尺度模型，结合显微CT表征和有限元分析，阐明了热致应变局域化和残余应力累积的损伤演化规律，为高温应用耐久性预测奠定理论基础。

　　

三维角联锁编织复合材料(3D Angle-Interlocked Woven Composites, 3DAWC)在热循环过程中展现出令人着迷的各向异性行为——就像被无形之手操控的微观提线木偶，其纤维束的空间异质排列导致热膨胀性能呈现显著方向依赖性。研究人员构建了精妙的多尺度计算模型，这个温度敏感的"数字孪生体"成功预测了材料的热机械耦合效应(Thermomechanical coupling)。通过微计算机断层扫描(Micro-CT)这位"微观侦探"的锐利目光，三维裂纹扩展的立体图景被清晰捕捉；而有限元分析则化身"应力翻译官"，定量解析了热致应变局域化(Strain localization)和残余应力(Residual stress)的累积密码。这项研究如同为复合材料绘制了一幅热循环损伤演化的动态地图，为航空航天等极端环境应用提供了关键的耐久性预测罗盘。