[发明专利]一种通过迟滞耗散能预测编织陶瓷基复合材料高温疲劳寿命的方法

权利要求书

1.一种通过迟滞耗散能预测编织陶瓷基复合材料高温疲劳寿命的方法，包括以下步骤：

(1)根据断裂力学脱粘准则，利用与温度和循环数相关的纤维/基体界面脱粘区摩擦剪应力建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面脱粘长度方程；

所述纤维/基体界面脱粘长度方程如式1所示：

式1中，l_d表示纤维/基体界面脱粘长度；

τ_i(T,N)表示与温度和循环数相关的纤维/基体界面脱粘区磨擦剪应力；

r_f表示纤维半径；

V_m表示基体体积；

E_m表示基体弹性模量；

σ表示应力；

χ表示沿应力加载方向纤维有效体积含量系数；

V_f表示编织陶瓷基复合材料中纤维体积含量；

E_c表示编织陶瓷基复合材料弹性模量；

ρ表示剪滞模型参数；

E_f表示纤维弹性模量；

ξ_d表示纤维/基体界面脱粘能；

T_f表示完好纤维承担应力；

(2)根据断裂力学脱粘准则、纤维/基体界面滑移机理和所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程，建立编织陶瓷基复合材料的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程；

(3)根据断裂力学脱粘准则、纤维/基体界面滑移机理、所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程和所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程，建立编织陶瓷基复合材料的重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程；

(4)根据编织陶瓷基复合材料损伤区域的细观应力场、所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程和所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程，结合总体载荷承担准则，建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面部分脱粘卸载应力-应变方程；

根据编织陶瓷基复合材料损伤区域的细观应力场、所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程、所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程和所述步骤(3)得到的重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程，结合总体载荷承担准则，建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面部分脱粘重新加载应力-应变方程；

根据编织陶瓷基复合材料损伤区域的细观应力场和所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程，结合总体载荷承担准则，建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面完全脱粘卸载应力-应变方程；

根据编织陶瓷基复合材料损伤区域的细观应力场、所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反应滑移长度方程和所述步骤(3)得到的重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程，结合总体载荷承担准则，建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面完全脱粘重新加载应力-应变方程；

(5)根据所述步骤(4)得到的纤维/基体界面部分脱粘卸载应力-应变方程、纤维/基体界面部分脱粘重新加载应力-应变方程、纤维/基体界面完全脱粘卸载应力-应变方程和纤维/基体界面完全脱粘重新加载应力-应变方程建立编织陶瓷基复合材料的疲劳迟滞耗散能方程，预测编织陶瓷基复合材料的高温疲劳寿命。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程如式2所示：

式2中，y表示卸载纤维/基体界面反向滑移长度；

σ_max表示疲劳峰值应力；

T_f^U表示卸载完好纤维承担应力。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程如式3所示：

式3中，z表示重新加载纤维/基体界面新滑移长度；

σ_min表示疲劳谷值应力；

σ_max表示疲劳峰值应力；

y(σ_min)表示谷值应力卸载纤维/基体界面反向滑移长度；

l_d(σ_max)表示峰值应力纤维/基体界面脱粘长度；

T_f^R表示重新加载完好纤维承担应力。