(19)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 202210894798.3 (22)申请日 2022.07.28 (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 专利代理师 谢春超 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/26(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种通过迟滞回线预测纤维增强陶瓷基复 合材料热残余应力和热残余应 变的方法 (57)摘要 本发明属于纤维增强陶瓷基复合材料力学 性能测试技术领域， 具体涉及一种通过迟滞回线 预测纤维增强陶瓷基复合材料热残余应力和热 残余应变的方法。 本发明首先对纤维增强陶瓷基 复合材料循环加卸载拉伸， 获得不同峰值应力的 循环加卸载应力 ‑应变曲线； 通过对0.005％内的 应力应变曲线分析， 获得复合材料 弹性段弹性模 量； 通过对加载段迟滞回线应力应变曲线分析， 获得峰值应力处的切线模量； 根据迟滞回线的峰 值应变和切线模量计算得到在该峰值应力的热 残余应变； 通过复合材料弹性模量、 峰值应力处 切线模量和热残余应变， 获得复合材料的热残余 应力和热残余应 变。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115203965 A 2022.10.18 CN 115203965 A 1.一种通过迟滞回线预测纤维增强陶瓷基复合材料热残余应力和热残余应变的方法， 包括如下步骤： (1)对纤维增强陶瓷基复合材料进行循环加卸载拉伸， 得到不同峰值应力的循环加卸 载应力‑应变迟滞回线； 所述循环加卸载拉伸过程中每次循环的加载峰值应力递增， 加载过 程中纤维增强陶瓷基复合材 料的状态包括弹性段和非线性段； (2)根据弹性段的循环加卸载应力 ‑应变迟滞回线进行计算， 得到纤维增强陶瓷基复合 材料弹性段弹性模量； (3)根据加载 过程中循环加卸载应力 ‑应变迟滞回线计算得到峰值应力处的切线模量； (4)根据所述循环加卸载应力 ‑应变迟滞回线中的峰值应变和所述步骤(3)得到的峰值 应力处的切线模量计算得到对应峰值应力处的热残余应变； 步骤(2)和步骤(4)之间没有时 间先后顺序； (5)根据所述步骤(2)得到的纤维增强陶瓷基复合材料弹性段弹性模量、 所述步骤(3) 得到的峰值应力处切线模量和步骤(4)得到的峰值应力处的热残余应变， 计算得到纤维增 强陶瓷基复合材 料的热残余应力和热残余应 变。 2.根据权利要求1所述的预测方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中， 弹性段弹性模量由式 1所示关系得到： 其中， Ec为弹性段弹性模量， σ0.005％为循环加卸载应力 ‑应变迟滞回线0.005％对应的应 力。 3.根据权利要求1所述的预测方法， 其特征在于， 所述步骤(3)中峰值应力处的切线模 量由式2所示关系得到： 其中， Ep为峰值应力处的切线模量， σp为峰值应力， σrl为重新加载应力， εp为峰值应力处 的应变， εrl为重新加载应力对应的应 变。 4.根据权利要求1所述的预测方法， 其特征在于， 所述步骤(4)中峰值应力处的热残余 应变由式3所示关系得到： 其中， εt为峰值应力处的热残余应变， Ep为峰值应力处的切线模量， εp为峰值应力处的 应变。 5.根据权利要求1～4任一项所述的预测方法， 其特征在于， 所述步骤(5)中纤维增强陶 瓷基复合材 料的热残余应力由式4所示关系得到： 其中， σr为纤维增强陶瓷基复合材料的热残余应力， Ec为弹性段弹性模量， Ep为峰值应 力处的切线模量， εt为峰值应力处的热残余应 变。 6.根据权利要求1～4任一项所述的预测方法， 其特征在于， 所述步骤(5)中纤维增强陶权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115203965 A 2瓷基复合材 料的热残余应 变由式5所示关系得到： 其中， εr为纤维增强陶瓷基复合材料的热残余应变， Ec为弹性段弹性模量， Ep为峰值应 力处的切线模量， εt为峰值应力处的热残余应 变。 7.根据权利要求1所述的预测方法， 其特征在于， 所述循环加卸载拉伸中初始卸载的峰 值应力为初始基 体开裂应力σmc。 8.根据权利要求1或7所述的预测方法， 其特征在于， 所述加载过程是应力逐渐增加的 过程， 应力增 加的速率 为0.008～0.012MPa/s。 9.根据权利要求1或7所述的预测方法， 其特征在于， 所述卸载过程是应力逐渐降低的 过程， 应力降低的速率 为0.008～0.012MPa/s。 10.根据权利要求1所述的预测方法， 其特征在于， 所述循环加卸载拉伸过程中每次循 环的加载峰值应力递增中递增的幅度为20～5 0MPa。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115203965 A 3