清华大学学报(自然科学版)

作者：廖之扬, 李克俭, 耿茜茜, 蔡志鹏, 刘瞿

单位：清华大学 机械工程系，清洁高效透平动力装备全国重点实验室，北京 100084

关键词：纤维增强钛基复合材料,微观界面结构,分子动力学模拟,断裂能,纤维/基体界面

基金：国家重点基础研究发展计划(20244262061)

依据连续碳化硅纤维增强钛基复合材料在实际制造工艺过程中形成的纤维/基体微观界面结构，该文构建了一种原子尺度的SiC/C/Ti多层界面结构模型。采用分子动力学方法分别计算了热解C/无定形C、TiC/Ti两种类型界面的混合模式断裂能(临界Ⅰ与Ⅱ型能量释放率分别为(7.87 J/m2)/(15.50 J/m2)、(8.71 J/m2)/(12.14 J/m2))，分析了不同加载方式下纤维/基体界面的断裂形式差异，揭示了在拉伸载荷主导条件下，热解C/无定形C界面是纤维增强钛基复合材料的性能薄弱位置。该研究为后续构建纤维增强钛基复合材料的多尺度仿真模型提供了基础。

来源：2026年第2期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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