【技术实现步骤摘要】
所属的技术人员知道，本专利技术可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本专利技术还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
技术介绍
1、如图1所示，多层连续纤维增强材料通过热熔连接方式粘结在一起。相邻复合材料层交叉铺设，纤维存在一定的铺设角度。相比传统材料，连续纤维增强复合材料具有质
2、然而，由于复杂的材料组成和纤维增强特性，获取相应材料制成的结构件的疲劳寿命非常困难。在材料组成相同的情况下，对于具有不同纤维铺设角度的复合材料标准件，疲劳寿命差别较大。同时，由于各向异性，对于同一标准件，沿长边和短边方向，其疲劳寿命也不相同。因此如何获取具有某一铺层设计的纤维增强复合材料标准件的疲劳寿命成为制约相应工程结构的初步设计的重要难题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术无法预估多角度连续纤维增强复合材料的结构件的疲劳寿命的问题，本专利技术提供了多角度连续纤维增强复合材料疲劳寿命估算方法和系统。
2、第一方面，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了多角度的连续纤维增强复合材料的疲劳寿命估算方法，包括：
3、s1、获取对具有多角度连续纤维增强复合材料的结构件进行应力分析的分析结果，确定每个铺层在材料主坐标系下的应力分布；
4、s2、根据各个铺层在材料主坐标系下的应力分布，判断每个铺层是否发生纤维或者基体失效模式，若任意一个铺层发生纤维或基体失效模式，则采用突降退化准则对该铺层的材料参数进行更新，若任意一个铺层未发生纤维或基体失效模式，则采用预设的渐进退化准则对该铺层的材料参数进行更新；
5、s3、对材料参数更新后的结构件重复执行s1-s3，直到当总铺层数的一半及以上出现纤维或基体失效模式，结构件失去承载能力；
6、s4、将结构件失去承载能力时对应的循环总次数作为纤维增强复合材料结构件的疲劳寿命。
7、第二方面，本专利技术提供了多角度连续纤维增强复合材料疲劳寿命估算系统，包括：
8、应力分布确定模块，用于获取对具有多角度连续纤维增强复合材料的结构件进行应力分析的分析结果，确定每个铺层的在材料主坐标系下的应力分布；
9、材料参数修改模块，用于根据各个铺层在材料主坐标系下的应力分布，判断每个铺层是否发生纤维或者基体失效模式，若任意一个铺层发生纤维或基体失效模式，则采用突降退化准则对该铺层的材料参数进行更新，若任意一个铺层未发生纤维或基体失效模式，则采用预设的渐进退化准则对该铺层的材料参数进行更新；
10、循环模块，用于对材料参数更新后的结构件重复执行应力分布确定模块、材料参数修改模块和循环模块对应的功能，直到当总铺层数的一半及以上出现纤维或基体失效模式，结构件失去承载能力；
11、疲劳寿命估算模块，用于将结构件失去承载能力时对应的循环总次数作为纤维增强复合材料结构件的疲劳寿命。
12、本专利技术的有益效果是：对具有多角度连续纤维增强复合材料的结构件进行应力分析，并根据分析结果判断每个铺层是否发生纤维或者基体失效模式，无论是发生纤维或者基体失效模式还是未发生纤维或者基体失效模式，材料参数随着时间的推移都会发生退化，导致材料参数退化，因此，采用不同的模式对发生纤维或者基体失效模式的每个铺层的材料参数进行更新，再对材料参数更新后的结构件进行应力分析，重复上述方法直到当总铺层数的一半及以上出现纤维或基体失效模式时，表明该结构件失去承载能力，即可预估得到结构件的疲劳寿命。本申请通过对结构件的每个铺层进行应力分析，并通过改变材料参数的方式模拟结构件随使用时间增加，材料退化的情况，从而预估得到结构件的疲劳寿命，实现了对具有多角度连续纤维增强复合材料的结构件的疲劳寿命估算。
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1.多角度连续纤维增强复合材料疲劳寿命估算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的渐进退化准则的获取过程，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，预设加载次数包括循环加载总次数的中值、1/3循环加载总次数和2/3循环加载总次数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取对具有多角度连续纤维增强复合材料的结构件进行应力分析的分析结果，确定每个铺层在材料主坐标系下的应力分布，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维或基体失效模式包括纤维拉伸失效模式、纤维压缩失效模式、基体拉伸失效模式、基体压缩失效模式、纤维-基体剪切失效模式和脱层失效模式，所述材料参数包括剩余刚度和所述剩余强度；
6.多角度连续纤维增强复合材料疲劳寿命估算系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括渐进退化准则获取模块，所述渐进退化准则获取模块，具体用于：
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，预设加载次数包括循环加载总次数
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，应力分布确定模块，具体用于：
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述纤维或基体失效模式包括纤维拉伸失效模式、纤维压缩失效模式、基体拉伸失效模式、基体压缩失效模式、纤维-基体剪切失效模式和脱层失效模式，所述材料参数包括剩余刚度和所述剩余强度；
...【技术特征摘要】
1.多角度连续纤维增强复合材料疲劳寿命估算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的渐进退化准则的获取过程，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，预设加载次数包括循环加载总次数的中值、1/3循环加载总次数和2/3循环加载总次数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取对具有多角度连续纤维增强复合材料的结构件进行应力分析的分析结果，确定每个铺层在材料主坐标系下的应力分布，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维或基体失效模式包括纤维拉伸失效模式、纤维压缩失效模式、基体拉伸失效模式、基体压缩失效模式、纤维-基体剪切失效模式和脱层失效模式，所述材料参数包括剩余...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文成，王树青，海鲁，徐明强，丁新东，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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