[发明专利]一种考虑多级疲劳损伤的编织陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线的预测方法

权利要求书

1.一种考虑多级疲劳损伤的编织陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据剪滞模型和多级疲劳载荷条件下的滑移作用机理，建立多级疲劳载荷条件下的卸载纤维轴向应力分布方程以及重新加载条件下的纤维轴向应力分布方程；

(2)根据断裂力学界面脱粘准则，利用所述步骤(1)得到的多级疲劳载荷条件下的卸载纤维轴向应力分布方程，建立界面脱粘长度方程；

根据断裂力学界面脱粘准则，利用所述步骤(1)得到的多级疲劳载荷条件下的卸载纤维轴向应力分布方程，建立卸载界面反向滑移长度方程；

根据断裂力学界面脱粘准则，利用所述步骤(1)得到的重新加载条件下的纤维轴向应力分布方程以及所述界面脱粘长度方程、卸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)得到的多级疲劳载荷条件下的卸载纤维轴向应力分布方程以及重新加载条件下的纤维轴向应力分布方程和步骤(2)得到的界面脱粘长度方程、卸载界面反向滑移长度方程以及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卸载条件下和重新加载条件下的应力-应变关系方程，以此预测编织陶瓷基复合材料多级疲劳载荷迟滞回线；

所述步骤(3)中，编织陶瓷基复合材料卸载条件下的应力-应变关系方程如式3-1所示：

式3-1中，ε_{c_pu}表示卸载应变，σ表示应力，l_d表示界面脱粘长度，V_f表示复合材料中纤维体积含量，E_f表示纤维弹性模量，l_c表示基体裂纹间距，τ_f表示界面磨损区剪应力，r_f表示纤维半径，ξ表示多级疲劳载荷界面磨损长度，y表示卸载界面反向滑移长度，τ_i表示界面滑移区剪应力，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表示基体体积含量，α_c表示复合材料热膨胀系数，α_f表示纤维热膨胀系数，ΔT表示测试温度与制备温度之差；

所述步骤(3)中，编织陶瓷基复合材料重新加载条件下的应力-应变关系方程如式3-2所示：

式3-2中，ε_{c_pr}表示重新加载应变，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)中，在多级疲劳载荷条件下，卸载纤维轴向应力分布方程如式1-1所示：

式1-1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表示复合材料中纤维体积含量，χV_f表示沿应力加载方向纤维有效体积，τ_f表示界面磨损区剪应力，r_f表示纤维半径，x表示轴向取值，τ_i表示界面滑移区剪应力，ξ表示多级疲劳载荷界面磨损长度，y表示卸载界面反向滑移长度，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表示基体体积含量，l_d表示界面脱粘长度，ρ表示剪滞模型参数，l_c表示基体裂纹间距。

3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在重新加载条件下，纤维轴向应力分布方程如式1-2所示：

式1-2中，z表示重新加载新界面新滑移长度。