[发明专利]一种监测编织陶瓷基复合材料高温疲劳损伤累积的方法

权利要求书

1.一种通过迟滞耗散能监测编织陶瓷基复合材料高温疲劳损伤累积的方法，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纤维/基体界面脱粘长度方程；

(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，建立重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程；

(4)根据所述步骤(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，建立卸载应力-应变方程；

根据所述步骤(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，建立重新加载应力-应变方程；

(5)根据所述步骤(4)得到的卸载应力-应变方程和重新加载应力-应变方程，建立疲劳迟滞耗散能方程，监测编织陶瓷基复合材料的高温疲劳损伤累积。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中纤维/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；

ζ_d表示纤维/基体界面脱粘能。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中断裂力学脱粘准则如式1-1所示：

纤维轴向位移如式1-2所示：

所述纤维相对基体轴向位移如式1-3所示：

式1-1、1-2和1-3中，

F表示基体裂纹平面纤维承担载荷；

表示纤维轴向位移中的x为0时，对纤维/基体界面脱粘长度求导；

表示纤维相对基体轴向位移中的x为0时，对纤维/基体界面脱粘长度求导；

w_f(x)表示纤维轴向位移；

v(x)表示纤维相对基体轴向位移；

l_c表示基体裂纹间距。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卸载纤维/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。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重新加载纤维/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。