[發明專利]復合材料的疲勞壽命預測方法及預測系統

有效

• 申請號: 201611165477.0
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN108204925B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 海口未來技術研究院
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28;G01N3/08
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;盧軍峰

1.一種復合材料的疲勞壽命預測方法，其特征在于，包括：

步驟一：對復合材料進行拉伸性能試驗以獲得拉伸應力-應變曲線；

步驟二：將所述拉伸應力-應變曲線進行數據處理，使得所述拉伸應力-應變曲線映射成：

第一疲勞壽命計算公式以基于所述復合材料的剩余強度計算第一疲勞壽命值；以及

第二疲勞壽命計算公式以基于所述復合材料的剩余剛度計算第二疲勞壽命值；

步驟三：將待測復合材料的性能參數分別代入所述第一疲勞壽命計算公式和所述第二疲勞壽命計算公式，以獲得第一疲勞壽命數值和第二疲勞壽命數值；以及

步驟四：將所述第一疲勞壽命數值和所述第二疲勞壽命數值進行比較，并將二者中較小的數值輸出；

其中，所述步驟二中進一步包括：

計算所述第一疲勞壽命值的所述第一疲勞壽命計算公式(1)為：

Nf₁＝((1-(0.25)^b)σ^b)/(kA(s)) (1)；以及

計算所述第二疲勞壽命值的所述第二疲勞壽命計算公式(2)為：

Nf₂＝((1-(0.25)^(a+1)))/((a+1)cσ^b) (2)，

其中，a、b、c分別代表常數，σ代表拉伸強度，kA(s)代表恒定載荷。

2.根據權利要求1所述的疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述步驟一進一步包括：

在高低溫實驗箱中利用材料試驗機進行所述復合材料拉伸性能試驗，以獲得拉伸應力-應變值并對所述拉伸應力-應變值進行擬合處理以獲得所述拉伸應力-應變曲線。

3.根據權利要求2所述的疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述步驟一中進一步包括：

在所述高低溫實驗箱中以-65℃～75℃的熱循環溫度以及以200-260分鐘的時間為周期進行所述復合材料拉伸性能試驗。

4.根據權利要求2所述的疲勞壽命預測方法，其特征在于，所述步驟一中進一步包括：

利用INSTRON 5500電子萬能材料試驗機進行所述復合材料拉伸性能試驗，其中，拉伸速率為50毫米/分鐘。

5.根據權利要求1所述的疲勞壽命預測方法，其特征在于，在所述步驟三中選用的所述待測復合材料包括纖維復合材料、夾層復合材料、細粒復合材料、混雜復合材料中的任一種。

6.根據權利要求1所述的疲勞壽命預測方法，其特征在于，在所述步驟三中選用的所述待測復合材料為用于制成航空航天飛行器的蒙皮的材料。

7.根據權利要求1所述的疲勞壽命預測方法，其特征在于，還包括：

步驟五：將輸出的較小的數值標記至所述待測復合材料，以作為所述待測復合材料的疲勞壽命預測值。

8.根據權利要求1所述的疲勞壽命預測方法，其特征在于，還包括：

步驟六：將輸出的較小的數值傳輸并記錄在外部數據庫中，以作為所述待測復合材料的疲勞壽命預測值。