[发明专利]一种编织陶瓷基复合材料拉压疲劳迟滞回线的预测方法

权利要求书

1.一种编织陶瓷基复合材料拉压疲劳迟滞回线的预测方法，包括如下步骤：

(1)将编织陶瓷基复合材料的卸载阶段划分为第一卸载阶段、第二卸载阶段和第三卸载阶段，其中，所述第一卸载阶段为界面反向滑移阶段，第二卸载阶段为基体裂纹闭合阶段，第三卸载阶段为基体完全压缩阶段；

将编织陶瓷基复合材料的重新加载阶段划分为第一重新加载阶段、第二重新加载阶段和第三重新加载阶段，其中，所述第一重新加载阶段为基体完全压缩阶段，第二重新加载阶段为基体裂纹闭合阶段，第三重新加载阶段为界面新滑移阶段；

根据卸载与重新加载纤维相对基体在界面处的滑移机理，得到编织陶瓷基复合材料拉压疲劳载荷条件下的疲劳损伤细观应力场，基于所述编织陶瓷基复合材料拉压疲劳载荷条件下的损伤细观应力场，分别建立第一卸载阶段、第二卸载阶段、第三卸载阶段、第一重新加载阶段、第二重新加载阶段和第三重新加载阶段时纤维轴向应力分布方程和基体轴向应力分布方程；

(2)根据断裂力学界面脱粘准则，分别建立界面脱粘长度方程、界面反向滑移长度方程、界面压缩滑移长度方程和界面新滑移长度方程；

(3)根据步骤(1)中第一卸载阶段、第二卸载阶段、第三卸载阶段、第一重新加载阶段、第二重新加载阶段和第三重新加载阶段时纤维轴向应力分布方程和基体轴向应力分布方程以及步骤(2)中界面脱粘长度方程、界面反向滑移长度方程、界面压缩滑移长度方程和界面新滑移长度方程，建立编织陶瓷基复合材料拉压疲劳载荷条件下的应力-应变关系方程，以此预测编织陶瓷基复合材料拉压疲劳迟滞回线。

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，在第一卸载阶段时，编织陶瓷基复合材料的纤维轴向应力分布方程如式1所示，基体轴向应力分布方程如式2所示：

其中，σ_f(x)为纤维轴向应力，σ_unloading为卸载应力，τ_i为界面脱粘区摩擦剪应力，r_f为纤维半径，L_{counter_slip}为界面反向滑移长度，L_debonding为界面脱粘长度，L_cracking为基体裂纹间距，ρ为剪滞模型参数，χ为复合材料沿应力加载方向纤维有效体积含量系数，V_f为复合材料中纤维体积含量；σ_fo为界面粘结区纤维轴向应力，σ_mo为界面粘结区基体轴向应力，x为轴向取值，V_m为复合材料中基体体积含量，σ_m(x)为基体轴向应力；

定义基体裂纹闭合应力为σ_closure，在所述基体裂纹闭合应力作用下，基体闭合应力时纤维应变和基体闭合应力时基体应变满足式3所示方程：

ε_f(σ_closure)＝ε_m(σ_closure) 式3；

其中，ε_f(σ_closure)为基体闭合应力时纤维应变，ε_m(σ_closure)为基体闭合应力时基体应变；

当卸载应力低于所述基体裂纹闭合应力时，进入第二卸载阶段，此时编织陶瓷基复合材料的纤维轴向应力分布方程如式4所示，基体轴向应力分布方程如式5所示：

其中，L_compressive为界面压缩滑移长度；

定义完全压缩应力为σ_{complete_compressive}，当卸载应力低于所述完全压缩应力时，进入第三卸载阶段，此时编织陶瓷基复合材料的纤维轴向应力分布方程如式6-1所示，基体轴向应力分布方程如式6-2所示：

σ_f(x)＝σ_fo 式6-1；

σ_m(x)＝σ_mo 式6-2。