[发明专利]一种纤维增强复合材料亚表面损伤的评价及预测方法

权利要求书

1.一种纤维增强复合材料亚表面损伤的评价及预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：制备亚表面损伤检测试样；

步骤2：通过显微镜观测复合材料亚表面损伤程度，评价标准为最大裂纹深度h₁、最大纤维拔出深度h₂、最大崩碎凹坑深度h₃和宽度l₁；

步骤3：进行多次预设工艺条件下的加工试验，统计不同工艺条件下复合材料的最大裂纹深度h₁、最大纤维拔出深度h₂、最大崩碎凹坑深度h₃和宽度l₁，根据不同损伤参数构建损伤数据库；

步骤4：根据损伤数据库，利用BP神经网络训练，建立不同工艺参数下的纤维增强陶瓷基复合材料亚表面损伤预测模型。

2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料亚表面损伤的评价及预测方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：

步骤11、切割试样：将加工后试样切割为合适尺寸的亚表面损伤待观测试样；

步骤12、粘贴陪片：切割出与试样同样大小的抛光硅片作为陪片，将试样和陪片放入酒精中超声清洗、烘干，然后将试样的加工表面与陪片的抛光面粘贴在一起；

步骤13、截面研磨抛光：将粘贴好的试样固定在配重块上，待观测截面同时垂直于陪片所在平面和加工方向，在研磨拋光机上对试样待观测截面进行研磨、抛光处理。

3.根据权利要求2所述的纤维增强复合材料亚表面损伤的评价及预测方法，其特征在于，所述步骤12中，粘贴的过程中要给陪片和试样一定的压力，保证陪片和试样之间的胶层均匀、细密。

4.根据权利要求2所述的纤维增强复合材料亚表面损伤的评价及预测方法，其特征在于，所述步骤13中，研磨过程中每道工序的时间足够长且有一定的去除量，保证上道工序引入的损伤完全去除，抛光后的待观测表面光滑，可以清楚的看到亚表面的裂纹信息。

5.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料亚表面损伤的评价及预测方法，其特征在于，所述步骤3中，预设工艺条件包括加工方式、刀具线速度、刀具进给速度、刀具加工深度、刀具型号。

6.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料亚表面损伤的评价及预测方法，其特征在于，所述步骤4中，神经网络模型构建过程包括如下步骤：

步骤41、确定合适数量的训练样本；

步骤42、划分训练样本；

步骤43、对输入层和输出层样本进行归一化处理；

步骤44、设计BP网络结构；

步骤45、通过BP神经网络的层数、隐层和输出层的激发函数、训练函数、学习速率、学习函数的选择，建立不同工艺参数下的纤维增强陶瓷基复合材料亚表面损伤预测模型。