[发明专利]一种编织陶瓷基复合材料过载疲劳迟滞回线的预测方法

权利要求书

1.一种编织陶瓷基复合材料过载疲劳迟滞回线的预测方法，包括以下步骤：

(1)根据剪滞模型，分别构建在过载疲劳应力作用下、卸载条件下以及重新加载条件下的纤维轴向应力分布方程、基体轴向应力分布方程和界面脱粘区摩擦剪应力沿纤维轴向应力分布方程；

(2)根据断裂力学脱粘准则，利用所述步骤(1)得到的过载疲劳应力作用下的纤维轴向应力分布方程和基体轴向应力分布方程，建立过载界面脱粘长度方程；

根据断裂力学脱粘准则，利用所述步骤(1)得到的卸载条件下纤维轴向应力分布方程和基体轴向应力分布方程以及过载界面脱粘长度方程，建立卸载界面反向滑移长度方程；

根据断裂力学脱粘准则，利用所述步骤(1)得到的重新加载条件下纤维轴向应力分布方程和基体轴向应力分布方程以及过载界面脱粘长度方程、过载界面反向滑移长度方程，建立重新加载新界面新滑移长度方程；

(3)根据所述步骤(1)得到的过载疲劳应力作用下、卸载条件下以及重新加载条件下的纤维轴向应力分布方程、基体轴向应力分布方程和界面脱粘区剪应力沿纤维轴向应力分布方程以及步骤(2)得到的过载界面脱粘长度方程、卸载界面反向滑移长度方程和重新加载新界面新滑移长度方程，建立编织陶瓷基复合材料重新加载和卸载条件下应力应变关系方程，以此预测编织陶瓷基复合材料过载疲劳迟滞回线；

所述编织陶瓷基复合材料卸载条件下应力应变关系方程如式10所示：

所述编织陶瓷基复合材料重新加载条件下应力应变关系方程如式11所示：

ε_unload表示卸载应变，σ_u表示卸载应力，χ表示沿应力加载方向纤维有效体积含量系数，V_f表示复合材料纤维体积含量，χV_f表示沿应力加载方向纤维有效体积，E_f表示纤维弹性模量，l_{d_ol}为过载界面脱粘长度，l_c表示基体裂纹间距，τ_i表示界面脱粘区摩擦剪应力，r_f表示纤维半径，y表示卸载界面反向滑移长度，l_d为界面脱粘长度，τ_{i_ol}为过载界面脱粘区摩擦剪应力，σ_fo表示界面粘结区纤维轴向应力，ρ表示剪滞模型参数，σ_mo表示界面粘结区基体轴向应力，V_m表示基体体积，α_c表示编织陶瓷基复合材料热膨胀系数，α_f表示纤维热膨胀系数，△T表示测试温度与制备温度之差，ε_reload表示卸载应变，σ_r表示重新加载应力，z表示重新加载新界面新滑移长度。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述步骤(1)在过载疲劳应力作用下，纤维轴向应力分布方程如式1所示：

基体轴向应力分布方程如式2所示：

界面脱粘区摩擦剪应力沿纤维轴向应力分布方程如式3所示：

式1～3中，σ_f(x)表示纤维轴向应力，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表示复合材料纤维体积含量，χV_f表示沿应力加载方向纤维有效体积，τ_i表示界面脱粘区摩擦剪应力，r_f表示纤维半径，x表示轴向取值，l_d为界面脱粘长度，τ_{i_ol}为过载界面脱粘区摩擦剪应力，σ_fo表示界面粘结区纤维轴向应力，σ_mo表示界面粘结区基体轴向应力，V_m表示基体体积，l_c表示基体裂纹间距，ρ表示剪滞模型参数，σ_m(x)表示基体轴向应力，l_{d_ol}为过载界面脱粘长度，τ_i(x)表示界面脱粘区摩擦剪应力沿纤维轴向应力。