[发明专利]基于路径规划算法的复合材料寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于路径规划算法的复合材料寿命预测方法，包括步骤：

S1：通过对复合材料失效过程的分析，获得所述复合材料的疲劳扩展特性；

S2：引用Dijkstra算法，模拟裂纹扩展过程的最短路径模型；该算法通过宽度优先搜索的方法解决了加权有向图的单源最短路径问题后，采用路径规划算法构建复合材料的裂纹扩展路径模型；

S3：通过残余应力模型计算残余应力，考虑残余应力修正试件所受载荷的应力比；

S4：根据所述裂纹扩展路径模型和所述残余应力构造一种初始裂纹扩展模型；并利用所述初始裂纹扩展模型得到初始裂纹大小与延伸速率；

所述S4步骤中，分别计算断裂疲劳强度、断裂疲劳应变和断面收缩率，得到断裂疲劳强度和断裂疲劳应变与断面收缩率有关；根据所述断裂疲劳强度、所述断裂疲劳应变和所述断面收缩率得到初始裂纹大小与延伸速率；

S5：利用所述残余应力修正试件所受载荷的应力比、所述初始裂纹大小和所述延伸速率，对Paris公式进行修正；

a是裂纹长度，c、m是材料系数；

ΔK为应力强度因子范围；

积分可得到裂纹拓展寿命N_f：

其中a_c为材料断裂时的裂纹长度，为断裂韧性，n为硬化系数；F为形状因子；

总的寿命：

N＝N_i+N_f；

N_i表示裂纹萌生寿命；

S6：利用修正后的所述Paris公式对所述复合材料进行寿命预测。

2.根据权利要求1所述的基于路径规划算法的复合材料寿命预测方法，其特征在于，S7步骤中，通过实验进行验证。