[发明专利]一种复合材料胶接修补结构的剩余疲劳寿命的预测方法

权利要求书

1.一种复合材料胶接修补结构的剩余疲劳寿命的预测方法，其特征在于，步骤为：

1）在等幅交变载荷作用条件下，对未修补的含裂纹复合材料的疲劳行为进行试验，得到裂纹扩展速率与裂纹长度的关系，然后采用多项式拟合，得到Paris公式中的材料常数，假定修复前后金属板的材料常数C和m不变；

2）对含裂纹的复合材料进行胶接修复，然后在Abaqus有限元软件平台上对上述修复结构进行有限元建模，建模是根据修复结构中各材料的特点，从Abaqus单元库中选择适合各自结构特点的单元类型，进行建模；模型建立后，进行实体装配、划分网格、创建约束，在划分网格的过程中，裂纹处进行网格密度细化，在创建约束过程中不同组件的界面节点处采用绑定约束，边界条件采用金属板一端固定，另一端施加载荷的约束形式；

3）求解应力强度因子幅值与裂纹长度之间的关系式，在预置裂纹处的两个界面处，根据结构特点，设置可在载荷作用下分离的代表裂纹的缝合面Seam，定义为初始裂纹，通过Abaqus软件的断裂力学模块，输出裂纹尖端的应力强度因子；改变裂纹长度，输出不同裂纹长度下的裂纹尖端的应力强度因子；通过输出修复结构在最大载荷和最小载荷作用下应力强度因子的大小，求得裂纹尖端的应力强度因子变化幅值；通过拟合应力强度因子幅值与裂纹长度之间的关系，得到两者的表达式；

4）根据金属材料的断裂韧性，基于软件输出的应力强度因子确定修复结构的最终失效裂纹长度，当修复结构的断裂韧性等于金属板的断裂韧性时对应的裂纹长度，为修复结构的最终失效裂纹长度；

5）把材料常数值、最终失效裂纹长度、应力强度因子变化幅值和裂纹长度的关系式代入Paris公式，积分求得修复结构的剩余疲劳寿命。