一种编织陶瓷基复合材料热机械疲劳迟滞回线的预测方法技术

技术编号:20901023 阅读:34 留言:0更新日期:2019-04-17 16:17
本发明专利技术提供的编织陶瓷基复合材料热机械疲劳迟滞回线的预测方法,考虑热机械疲劳机制,采用断裂力学脱粘准则获得纤维/基体界面脱粘长度方程、卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程和重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程,基于纤维/基体界面滑移机理,建立纤维/基体界面部分脱粘与纤维/基体界面完全脱粘情况下编织陶瓷基复合材料卸载应力‑应变方程、重新加载应力‑应变方程,根据得到的应力‑应变方程预测编织陶瓷基复合材料热机械疲劳迟滞回线。本发明专利技术提供的上述预测方法充分考虑了热机械疲劳机制因素的影响,预测结果可靠性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种编织陶瓷基复合材料热机械疲劳迟滞回线的预测方法
本专利技术属于复合材料热机械疲劳迟滞回线预测方法
,具体涉及一种编织陶瓷基复合材料热机械疲劳迟滞回线的预测方法。
技术介绍
编织陶瓷基复合材料具有耐高温、耐腐蚀、低密度、高比强、高比模等优点,相比高温合金,能够承受更高的温度,减少冷却气流,提高涡轮效率,目前已经应用于航空发动机燃烧室、涡轮导向叶片、涡轮壳环、尾喷管等。由CFM公司研制的LEAP(LeadingEdgeAviationPropulsion,LEAP)系列发动机,高压涡轮采用了编织陶瓷基复合材料部件,LEAP-1B发动机为空客A320和波音737MAX提供动力,LEAP-X1C发动机是我国大型飞机C919选用的唯一动力装置。为了保证编织陶瓷基复合材料在飞机和航空发动机结构中使用的可靠性与安全性,国内外研究人员将陶瓷基复合材料性能评估、演化、强度与寿命预测工具的开发作为陶瓷基复合材料结构部件适航取证的关键。在编织陶瓷基复合材料实际使用过程中,迟滞回线是预测其演化的有效工具之一,如何准确预测编织陶瓷基复合材料热机械疲劳迟滞回线,是保证编织陶瓷基复合材料使用可靠性与安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种编织陶瓷基复合材料热机械疲劳迟滞回线的预测方法,包括以下步骤:(1)根据断裂力学脱粘准则,利用温度条件下的纤维/基体界面氧化区摩擦剪应力、与温度和循环数相关的纤维/基体界面滑移区摩擦剪应力、纤维/基体界面氧化区长度建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面脱粘长度方程;(2)根据断裂力学脱粘准则、纤维/基体界面滑移机理和所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程,建立编织陶瓷基复合材料的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程;(3)根据断裂力学脱粘准则、纤维/基体界面滑移机理、所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程和所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程,建立编织陶...

【技术特征摘要】
1.一种编织陶瓷基复合材料热机械疲劳迟滞回线的预测方法,包括以下步骤:(1)根据断裂力学脱粘准则,利用温度条件下的纤维/基体界面氧化区摩擦剪应力、与温度和循环数相关的纤维/基体界面滑移区摩擦剪应力、纤维/基体界面氧化区长度建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面脱粘长度方程;(2)根据断裂力学脱粘准则、纤维/基体界面滑移机理和所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程,建立编织陶瓷基复合材料的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程;(3)根据断裂力学脱粘准则、纤维/基体界面滑移机理、所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程和所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程,建立编织陶瓷基复合材料的重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程;(4)根据编织陶瓷基复合材料损伤区域的细观应力场、所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程和所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程,建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面部分脱粘卸载应力-应变方程;根据编织陶瓷基复合材料损伤区域的细观应力场、所述步骤(1)得到的纤维/基体界面脱粘长度方程、所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程和所述步骤(3)得到的重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程,建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面部分脱粘重新加载应力-应变方程;根据编织陶瓷基复合材料损伤区域的细观应力场和所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程,建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面完全脱粘卸载应力-应变方程;根据编织陶瓷基复合材料损伤区域的细观应力场、所述步骤(2)得到的卸载纤维/基体界面反向滑移长度方程和所述步骤(3)得到的重新加载纤维/基体界面新滑移长度方程,建立编织陶瓷基复合材料的纤维/基体界面完全脱粘重新加载应力-应变方程;(5)根据所述步骤(4)得到的纤维/基体界面部分脱粘卸载应力-应变方程、纤维/基体界面部分脱粘重新加载应力-应变方程、纤维/基体界面完全脱粘卸载应力-应变方程和纤维/基体界面完全脱粘重新加载应力-应变方程,预测编织陶瓷基复合材料纤维/基体界面不同区域的热机械疲劳迟滞回线。2.如权利要求1所述的预测方法,其特征在于,所述步骤(1)中纤维/基体界面脱粘长度方程如式1所示:式1中,ld表示纤维/基体界面脱粘长度;τf(T)表示温度条件下的纤维/基体界面氧化区摩擦剪应力;τi(T,N)表示与温度和循环数相关的纤维/基体界面滑移区摩擦剪应力,T表示编织陶瓷基复合材料的使用温度,N表示卸载/重新加载的循环数;ξ表示纤维/基体界面氧化区长度;rf表示纤...

【专利技术属性】
技术研发人员:李龙彪
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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