[發明專利]一種通過遲滯回線預測纖維增強陶瓷基復合材料熱殘余應力和熱殘余應變的方法在審
| 申請號： | 202210894798.3 | 申請日： | 2022-07-28 |
| 公開（公告）號： | CN115203965A | 公開（公告）日： | 2022-10-18 |
| 發明（設計）人： | 李龍彪 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F113/26;G06F119/08;G06F119/14 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務所 11569 | 代理人： | 謝春超 |
| 地址： | 210000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 通過 遲滯 預測 纖維 增強 陶瓷 復合材料 殘余 應力 應變 方法 | ||
1.一種通過遲滯回線預測纖維增強陶瓷基復合材料熱殘余應力和熱殘余應變的方法，包括如下步驟：
(1)對纖維增強陶瓷基復合材料進行循環加卸載拉伸，得到不同峰值應力的循環加卸載應力-應變遲滯回線；所述循環加卸載拉伸過程中每次循環的加載峰值應力遞增，加載過程中纖維增強陶瓷基復合材料的狀態包括彈性段和非線性段；
(2)根據彈性段的循環加卸載應力-應變遲滯回線進行計算，得到纖維增強陶瓷基復合材料彈性段彈性模量；
(3)根據加載過程中循環加卸載應力-應變遲滯回線計算得到峰值應力處的切線模量；
(4)根據所述循環加卸載應力-應變遲滯回線中的峰值應變和所述步驟(3)得到的峰值應力處的切線模量計算得到對應峰值應力處的熱殘余應變；步驟(2)和步驟(4)之間沒有時間先后順序；
(5)根據所述步驟(2)得到的纖維增強陶瓷基復合材料彈性段彈性模量、所述步驟(3)得到的峰值應力處切線模量和步驟(4)得到的峰值應力處的熱殘余應變，計算得到纖維增強陶瓷基復合材料的熱殘余應力和熱殘余應變。
2.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述步驟(2)中，彈性段彈性模量由式1所示關系得到：
其中，Ec為彈性段彈性模量，σ0.005％為循環加卸載應力-應變遲滯回線0.005％對應的應力。
3.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述步驟(3)中峰值應力處的切線模量由式2所示關系得到：
其中，Ep為峰值應力處的切線模量，σp為峰值應力，σrl為重新加載應力，εp為峰值應力處的應變，εrl為重新加載應力對應的應變。
4.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述步驟(4)中峰值應力處的熱殘余應變由式3所示關系得到：
其中，εt為峰值應力處的熱殘余應變，Ep為峰值應力處的切線模量，εp為峰值應力處的應變。
5.根據權利要求1～4任一項所述的預測方法，其特征在于，所述步驟(5)中纖維增強陶瓷基復合材料的熱殘余應力由式4所示關系得到：
其中，σr為纖維增強陶瓷基復合材料的熱殘余應力，Ec為彈性段彈性模量，Ep為峰值應力處的切線模量，εt為峰值應力處的熱殘余應變。
6.根據權利要求1～4任一項所述的預測方法，其特征在于，所述步驟(5)中纖維增強陶瓷基復合材料的熱殘余應變由式5所示關系得到：
其中，εr為纖維增強陶瓷基復合材料的熱殘余應變，Ec為彈性段彈性模量，Ep為峰值應力處的切線模量，εt為峰值應力處的熱殘余應變。
7.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述循環加卸載拉伸中初始卸載的峰值應力為初始基體開裂應力σmc。
8.根據權利要求1或7所述的預測方法，其特征在于，所述加載過程是應力逐漸增加的過程，應力增加的速率為0.008～0.012MPa/s。
9.根據權利要求1或7所述的預測方法，其特征在于，所述卸載過程是應力逐漸降低的過程，應力降低的速率為0.008～0.012MPa/s。
10.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，所述循環加卸載拉伸過程中每次循環的加載峰值應力遞增中遞增的幅度為20～50MPa。
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