基于迟滞耗散能的纤维增强陶瓷基复合材料疲劳寿命预测方法

来源期刊：复合材料学报2016年第4期

论文作者：李龙彪

文章页码：841 - 851

关键词：纤维增强陶瓷基复合材料;疲劳;寿命预测;迟滞回线;基体开裂;界面脱粘;纤维失效;

摘    要：纤维增强陶瓷基复合材料（CMCs）在疲劳载荷作用下,纤维相对基体在界面脱粘区往复滑移导致其出现疲劳迟滞现象,迟滞回线包围的面积,即迟滞耗散能,可用于监测纤维增强CMCs疲劳损伤演化过程。提出了一种基于迟滞耗散能的纤维增强CMCs疲劳寿命预测方法及考虑纤维失效的迟滞回线模型,建立了迟滞耗散能、基于迟滞耗散能的损伤参数、应力-应变迟滞回线与疲劳损伤机制（多基体开裂、纤维/基体界面脱粘、界面磨损与纤维失效）之间的关系。分析了疲劳峰值应力、疲劳应力比与纤维体积分数对纤维增强CMCs疲劳寿命S-N曲线、迟滞耗散能和基于迟滞耗散能的损伤参数随循环次数变化的影响。疲劳寿命随疲劳峰值应力增加而减小,随纤维体积含量增加而增加;迟滞耗散能随疲劳峰值应力增加而增加,随应力比和纤维体积分数增加而减小;基于迟滞耗散能的损伤参数随纤维体积分数增加而减小。