(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111466105.2 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210000 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 李龙彪　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 代理人 申素霞 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G16C 60/00(2019.01) G06F 113/26(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种预测纤维增强陶瓷基复合材料非闭合 迟滞回线的方法 (57)摘要 本发明提供了一种预测纤维增强陶瓷基复 合材料非闭合迟滞回线的方法， 属于复合材料非 闭合迟滞回线预测技术领域。 本发 明提供的预测 纤维增强陶瓷基复合材料非闭合迟滞回线的方 法， 首先根据基体随机碎断模型确定基体裂纹间 距， 采用断裂力学界面脱粘准则确定界面脱粘长 度、 卸载界面反向滑移长度和重新加载界面新滑 移长度， 然后在此基础上分析卸载和重新加载过 程中的纤维轴向应力分布， 进而获得卸载和重新 加载过程中纤维增强陶瓷基复合材料的应力 ‑应 变关系方程， 以此预测纤维增强陶瓷基复合材料 非闭合迟滞回线。 本发明提供的方法能够准确预 测纤维增强陶瓷基复合材 料非闭合迟滞行为。 权利要求书3页 说明书10页 附图1页 CN 114139388 A 2022.03.04 CN 114139388 A 1.一种预测纤维增强陶瓷基复合材料非闭合迟滞回线的方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： (1)根据基 体随机碎断模型确定基 体裂纹间距； (2)根据断裂力学界面脱粘准则确定界面脱粘长度、 卸载界面反向滑移长度和重新加 载界面新滑移长度； (3)根据卸载与重新加载过程中的界面滑移机理， 利用所述步骤(1)得到的基体裂纹间 距以及步骤(2)得到的界面脱粘长度、 卸载界面反向滑移长度和重新加载界面新滑移长度， 得到卸载和重新加载 过程中的纤维轴向应力分布方程； (4)根据纤维与基体间的载荷传递机理， 利用所述步骤(1)得到的基体裂纹间距、 步骤 (2)得到的界面脱粘长度、 卸载界面反向滑移长度和重新加载界面新滑移长度以及步骤(3) 得到的卸载和重新加载过程中的纤维轴向应力分布方程， 得到卸载和重新加载过程中纤维 增强陶瓷基复合材料 的应力‑应变关系方程， 以此预测纤维增强陶瓷基复合材料非 闭合迟 滞回线； 所述步骤(1)与步骤(2)无时间顺序限定 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤(1)中基 体裂纹间距如式1所示： 其中， Lcracking为基体裂纹间距， Lsat为饱和基体裂纹间距， σm为基体轴向应力， σR为基体 开裂特征应力， m为基 体威布尔模量。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤(2)中界面脱粘长度如式2所示： 其中， Ldebonding为界面脱粘长度， σmax为疲劳峰值应力， Vf为复合材料中纤维体积含量， Vm 为复合材料 中基体体积含量， Rf为纤维半径， Ef为纤维弹性模量， Em为基体弹性模量， Ec为复 合材料弹性模量， τi为界面脱粘区摩擦剪应力， Γi为界面脱粘能， ρ 为剪滞模型参数。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中卸载界面反向滑移长度如 式3所示： 其中， Lcounter_sl ip为卸载界面反向滑 移长度， σunloading为卸载应力。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中重新加载界面新滑移长度 如式4所示： 其中， Lnew_slip为重新加载界面 新滑移长度， σreloading为重新加载应力。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述步骤(3)中卸载过程中的纤维轴向应权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114139388 A 2力分布方程如式5所示： 式中， σf(x)为纤维轴向应力， x为轴向取值， σfo为界面粘结区纤维轴向应力， σmo为界面 粘结区基 体轴向应力， Lcracking为基体裂纹间距。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述步骤(3)中重新加载过程中的纤维轴 向应力分布方程如式6所示： 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述步骤(4)中卸载过程中纤维增强陶瓷 基复合材 料的应力 ‑应变关系方程如式7 所示： 其中， εunloading为卸载应变， αc为复合材料热膨胀系数， αf为纤维热膨胀系数， ΔT为测试 温度与制备温度差值， η为界面脱粘比， γ为界面反向滑 移比； 所述 η 由式8确定， 所述γ由式9确定： 9.根据权利要求8所述的方法， 其特征在于， 所述步骤(4)中重新加载过程中纤维增强 陶瓷基复合材 料的应力 ‑应变关系方程如式10所示： 其中， εreloading为重新加载应 变， σ 为应力， 为界面新滑移比；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114139388 A 3