一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法
专利汇可以提供一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种陶瓷基 复合材料 界面参数识别方法，包括如下步骤：开展单向陶瓷基复合材料疲劳实验，获得材料加卸载应 力 应变曲线；提取不同循环数下加卸载 应力 应变曲线最高点、最低点对应的应力和应变，并计算其斜率，该计算值即为不同循环数下 迟滞 环 割线模量 的实验值；采用裂纹观测技术，测量最大疲劳加载应力下材料的平均裂纹间距；基于剪滞模型，采用数形结合的方法确定不同界面脱粘和滑移状态下迟滞环割线模量的理论表达式；将不同循环数下迟滞环割线模量的实验值带入迟滞环割线模量的理论表达式中，识别不同循环数下界面 摩擦力 的数值。本 发明 可基于疲劳加卸载应力应变曲线识别不同循环数下界面摩擦力的数值，该方法简单易行，耗时小。，下面是一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法专利的具体信息内容。
1.一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、开展单向陶瓷基复合材料疲劳实验，获得材料加卸载应力应变曲线；
步骤二、提取不同循环数下加卸载应力应变曲线最高点、最低点对应的应力和应变，并计算其斜率，该计算值即为不同循环数下迟滞环割线模量的实验值；
步骤三、采用裂纹观测技术，测量最大疲劳加载应力下材料的平均裂纹间距；
步骤四、基于剪滞模型，采用数形结合的方法确定不同界面脱粘和滑移状态下迟滞环割线模量的理论表达式，即建立迟滞环割线模量与界面摩擦力的函数关系；
步骤五、将不同循环数下迟滞环割线模量的实验值带入迟滞环割线模量的理论表达式中，识别不同循环数下界面摩擦力的数值。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法，其特征在于：所述步骤一中，确定最大、最小疲劳加载应力，最大加载应力需大于初始基体开裂应力；开展疲劳加卸载试验，获得不同循环数下材料的应力应变曲线。
3.如权利要求1所述的一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法，其特征在于：所述步骤三中，将试件放置加载装置上，并将加载装置放置在显微镜下；施加载荷至最大疲劳加载应力，通过显微镜观测基体裂纹个数，并计算基体平均裂纹间距L。
4.如权利要求1所述的一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法，其特征在于：所述步骤四中，以最大疲劳加载应力下裂纹间距一半的材料为研究对象，基于剪滞模型，基体开裂后，纤维/基体界面发生脱粘和滑移；界面脱粘和滑移的状态分为以下三种情况：界面部分脱粘部分滑移、界面完全脱粘部分滑移、界面完全脱粘完全滑移；就上述三种情况分别建立疲劳迟滞环割线模量与界面摩擦力之间的函数关系。
5.如权利要求4所述的一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法，其特征在于：当纤维/基体界面部分脱粘部分滑移时，疲劳迟滞环割线模量与界面摩擦力之间的函数关系建立如下：
纤维/基体界面部分脱粘部分滑移时，脱粘长度、最大反向滑移长度与平均裂纹间距满足如下所示的关系：
其中，Ld为脱粘长度，L为平均裂纹间距，L2为最大反向滑移长度，
σmax为最大疲劳加载应力，vf为纤维体积分数， 为最大疲劳加载应力
下粘结区纤维受力，Ef为纤维弹性模量，Ec为复合材料等效弹性模量，σf_th为纤维热残余应力， τi为界面摩擦力，rf为纤维半径，
σf0_min为最小疲劳加载应力下粘结区纤维受力，σmin为最小疲劳加载应力；
陶瓷基复合材料的应变等效为纤维的应变，最大疲劳载荷下纤维应变为：
其中，σf为纤维应力，最大疲劳加载应力下纤维应力分布为：
上式进一步等效为如下所示的形式：
将 表示为三角形ΔA1B1C1的面积 则最大疲劳加载应力下
材料的应变表示为：
最小疲劳加载应力下材料的应变为：
其中， 用面积表示为 σf为纤维应力，最小
疲劳加载应力下纤维应力分布为：
最小疲劳加载应力下材料的应变表示为：
其中，
因此，当界面状态为部分脱粘部分滑移时，加卸载应力应变曲线对应的迟滞环割线模量表示为：
6.如权利要求5所述的一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法，其特征在于：当纤维/基体界面完全脱粘部分滑移时，疲劳迟滞环割线模量与界面摩擦力之间的函数关系建立如下：
纤维/基体界面完全脱粘部分滑移时，脱粘长度、最大反向滑移长度与平均裂纹间距满足如下所示的关系：
最大、最小疲劳加载应力下材料的应变分别为：
其中，
最大疲劳加载应力下纤维应力分布为：
最小疲劳加载应力下纤维应力分布为：
因此，当界面状态为完全脱粘部分滑移时，加卸载应力应变曲线对应的迟滞环割线模量表示为：
7.如权利要求6所述的一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法，其特征在于：当纤维/基体界面完全脱粘完全滑移时，疲劳迟滞环割线模量与界面摩擦力之间的函数关系建立如下：
纤维/基体界面完全脱粘完全滑移时，脱粘长度、最大反向滑移长度与平均裂纹间距满足如下所示的关系：
最大疲劳加载应力下材料的应变与界面完全脱粘部分滑移时相同，最小疲劳加载应力下材料的应变为：
其中，
最大疲劳加载应力下纤维应力分布为：
最小疲劳加载应力下纤维应力分布为：
因此，当界面状态为完全脱粘完全滑移时，加卸载应力应变曲线对应的迟滞环割线模量表示为：
一种陶瓷基复合材料界面参数识别方法
技术领域
背景技术
发明内容
粘结区纤维受力，Ef为纤维弹性模量，Ec为复合材料等效弹性模量，σf_th为纤维热残余应力，τi为界面摩擦力，rf为纤维半径， σf0_min为最小
疲劳加载应力下粘结区纤维受力，σmin为最小疲劳加载应力；
具体实施方式
下粘结区纤维受力，Ef为纤维弹性模量，Ec为复合材料等效弹性模量，σf_th为纤维热残余应力， τi为界面摩擦力，rf为纤维半径，
σf0_min为最小疲劳加载应力下粘结区纤维受力，σmin为最小疲劳加载应力。
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