[发明专利]陶瓷异形微孔破坏强度极限判定方法、装置、计算机设备及存储介质

说明书

本发明公开了陶瓷异形微孔破坏强度极限判定方法、装置、计算机设备及存储介质，通过引入描述微孔形状复杂程度的系数，将截面形状对称规则的微孔问题转化为不规则微孔问题，进而提出了一种能够判定含类梯形截面微孔的先进陶瓷强度极限方法，为先进陶瓷的可靠应用提供指导。

技术领域

本发明涉及陶瓷异形微孔破坏强度极限判定方法、装置、计算机设备及存储介质，具体涉及一种含异形微孔先进陶瓷的强度极限判，属于先进陶瓷应用的技术领域。

背景技术

先进陶瓷因其高熔点、高强度、高硬度、高耐磨性以及优异的化学稳定性和抗氧化烧蚀性能等而著称，在航空航天、机械制造、生物医药等领域有着广阔的应用前景。然而陶瓷材料的本征脆性导致其对微观缺陷特别敏感，特别是微孔。先进陶瓷由于其粉末烧结的特性导致在制备过程中不可避免的会引入微孔，且微孔的尺寸和形状各异，定量评价这些微孔对先进陶瓷强度的影响至关重要。

裂纹问题可以视为微孔问题的极限情况，即微孔尖端半径达到原子级别，现有的先进陶瓷强度预测主要针对裂纹问题，如：基于表面裂纹应力强度因子经验计算的Newman-Raju模型和Strobl模型、基于裂纹垂直于最大拉应力方向的截面积与材料承载极限的定量化关系的Murakami-Endo模型和Sato-Takahashi模型。现有技术中对先进陶瓷微孔-强度定量预测模型是基于Sato-Takahashi裂纹-强度预测模型，通过引入应力强度因子与切口尖锐度关系提出，但该模型基于的裂纹-强度预测模型是在对称规则截面裂纹基础上推导得到的，如：矩形截面、半椭圆截面等，对于不规则微孔问题无法适用，而且往往是高估强度值，R.W. Rice和S.S. Scherrer等人于2002年和2011年分别报道了陶瓷表面都存在类梯形截面微孔影响到材料强度，这对于先进陶瓷的强度评价及可靠应用极为不利。

因此，开发一种能够预测含不规则微孔先进陶瓷的强度极限判定方法显得愈发迫切，对于进一步推进先进陶瓷的可靠应用并拓宽其应用范围具有重要现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供陶瓷异形微孔破坏强度极限判定方法、装置、计算机设备及存储介质，准确进行先进陶瓷含有不规则微孔的强度极限判定。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了陶瓷异形微孔破坏强度极限判定方法，包括如下步骤：

测量陶瓷表面微孔的几何形貌；

将表面微孔的几何形貌特征参数和先进陶瓷材料参数代入预定的极限判定模型，得出与类梯形截面微孔相同截面积时，对称规则微孔作用下先进陶瓷的强度极限 σ_fr；

根据计算得到描述微孔形状复杂程度的系数 k；

将 σ_fr和 k代入公式，得到类梯形截面微孔作用下先进陶瓷的强度极限 σ_fi；