[发明专利]一种通过迟滞回线预测纤维增强陶瓷基复合材料热残余应力和热残余应变的方法

权利要求书

1.一种通过迟滞回线预测纤维增强陶瓷基复合材料热残余应力和热残余应变的方法，包括如下步骤：

(1)对纤维增强陶瓷基复合材料进行循环加卸载拉伸，得到不同峰值应力的循环加卸载应力-应变迟滞回线；所述循环加卸载拉伸过程中每次循环的加载峰值应力递增，加载过程中纤维增强陶瓷基复合材料的状态包括弹性段和非线性段；

(2)根据弹性段的循环加卸载应力-应变迟滞回线进行计算，得到纤维增强陶瓷基复合材料弹性段弹性模量；

(3)根据加载过程中循环加卸载应力-应变迟滞回线计算得到峰值应力处的切线模量；

(4)根据所述循环加卸载应力-应变迟滞回线中的峰值应变和所述步骤(3)得到的峰值应力处的切线模量计算得到对应峰值应力处的热残余应变；步骤(2)和步骤(4)之间没有时间先后顺序；

(5)根据所述步骤(2)得到的纤维增强陶瓷基复合材料弹性段弹性模量、所述步骤(3)得到的峰值应力处切线模量和步骤(4)得到的峰值应力处的热残余应变，计算得到纤维增强陶瓷基复合材料的热残余应力和热残余应变。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，弹性段弹性模量由式1所示关系得到：

其中，E_c为弹性段弹性模量，σ_0.005％为循环加卸载应力-应变迟滞回线0.005％对应的应力。

3.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中峰值应力处的切线模量由式2所示关系得到：

其中，E_p为峰值应力处的切线模量，σ_p为峰值应力，σ_rl为重新加载应力，ε_p为峰值应力处的应变，ε_rl为重新加载应力对应的应变。

4.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述步骤(4)中峰值应力处的热残余应变由式3所示关系得到：

其中，ε_t为峰值应力处的热残余应变，E_p为峰值应力处的切线模量，ε_p为峰值应力处的应变。

5.根据权利要求1～4任一项所述的预测方法，其特征在于，所述步骤(5)中纤维增强陶瓷基复合材料的热残余应力由式4所示关系得到：

其中，σ_r为纤维增强陶瓷基复合材料的热残余应力，E_c为弹性段弹性模量，E_p为峰值应力处的切线模量，ε_t为峰值应力处的热残余应变。

6.根据权利要求1～4任一项所述的预测方法，其特征在于，所述步骤(5)中纤维增强陶瓷基复合材料的热残余应变由式5所示关系得到：

其中，ε_r为纤维增强陶瓷基复合材料的热残余应变，E_c为弹性段弹性模量，E_p为峰值应力处的切线模量，ε_t为峰值应力处的热残余应变。

7.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述循环加卸载拉伸中初始卸载的峰值应力为初始基体开裂应力σ_mc。

8.根据权利要求1或7所述的预测方法，其特征在于，所述加载过程是应力逐渐增加的过程，应力增加的速率为0.008～0.012MPa/s。

9.根据权利要求1或7所述的预测方法，其特征在于，所述卸载过程是应力逐渐降低的过程，应力降低的速率为0.008～0.012MPa/s。

10.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述循环加卸载拉伸过程中每次循环的加载峰值应力递增中递增的幅度为20～50MPa。