【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及陶瓷基復合材料界面性能測試，特別涉及一種基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法。
技術介紹
1、陶瓷基復合材料由于其輕質、高強度和優越的高溫力學性能，在航空發動機、高超音速飛行器和核工程等領域具有廣泛的應用潛力。與單一陶瓷的固有脆性相比，陶瓷基復合材料因其精心設計的微觀結構而展現出顯著的偽塑性特征。大量實驗和理論研究表明，偽塑性行為的關鍵在于基體裂紋在界面處的偏轉及隨后的界面脫粘與滑移。因此，界面性能對陶瓷基復合材料的宏觀力學性能至關重要，準確的界面表征對其實際應用具有重要意義。
2、現有的界面表征方法主要可分為四種：微柱壓縮法、單纖維頂入/頂出法、飽和基體裂紋間距法和拉伸遲滯回線法。微觀測試方法，如微柱壓縮法和纖維頂入/頂出法，能夠直接反映界面性能，但樣品制備和測試過程復雜，且只能捕捉局部性能，無法代表整體行為。相比之下，飽和基體裂紋間距法在測量飽和裂紋間距和推導界面摩擦應力方面更為便捷。然而由于模型假設的限制，該方法僅能用于表征常值界面摩擦應力，無法考慮泊松效應，也無法提供諸如庫倫摩擦系數、界面脫粘韌性等界面性能以及軸向熱殘余應力等必要的額外參數。
3、因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種基于拉伸遲滯回線的陶
3、對陶瓷基復合材料進行單向拉伸加卸載實驗，從而獲取陶瓷基復合材料在不同峰值應力下卸載和再加載所形成的拉伸應力應變遲滯回線；
4、根據所述陶瓷基復合材料在不同峰值應力下卸載和再加載所形成的拉伸應力應變遲滯回線，獲取不同峰值應力下拉伸應力應變遲滯回線的滯回寬度隨加卸載應力的變化關系、遲滯模量以及塑性應變；
5、根據所述陶瓷基復合材料在不同峰值應力下卸載和再加載所形成的拉伸應力應變遲滯回線，獲取遲滯回線切線模量隨加卸載應力的變化關系；
6、根據遲滯回線切線模量隨加卸載應力的變化關系，判斷是否符合小脫粘能的情況，若是，則基于塑性應變的表達式、遲滯模量的表達式以及滯回寬度的表達式，根據單向拉伸加卸載實驗測得的不同峰值應力下遲滯回線的塑性應變、遲滯模量以及滯回寬度隨加卸載應力的變化關系，采用兩步法，分別迭代計算陶瓷基復合材料的庫倫摩擦系數、初始界面徑向壓強、界面脫粘韌性以及軸向熱殘余應力。
7、可選地，所述基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法進一步包括：
8、根據遲滯回線切線模量隨加卸載應力的變化關系，判斷是否符合小脫粘能的情況，若否，則
9、采用優化算法對界面性能和軸向熱殘余應力同時進行迭代計算。
10、可選地，所述基于塑性應變的表達式、遲滯模量的表達式以及滯回寬度的表達式，根據單向拉伸加卸載實驗測得的不同峰值應力下遲滯回線的塑性應變、遲滯模量以及滯回寬度隨加卸載應力的變化關系，采用兩步法，分別迭代計算陶瓷基復合材料的庫倫摩擦系數、初始界面徑向壓強、界面脫粘韌性以及軸向熱殘余應力包括：
11、第一步：采用優化算法，對通過單向拉伸加卸載實驗測得的不同峰值應力下拉伸應力應變遲滯回線的遲滯模量以及滯回寬度隨加卸載應力的變化關系，基于遲滯模量的表達式以及滯回寬度的表達式進行數值迭代，從而獲得陶瓷基復合材料的庫倫摩擦系數和初始界面徑向壓強；
12、第二步：在已獲取的陶瓷基復合材料的庫侖摩擦系數和初始界面徑向壓強基礎上，繼續利用優化算法，對單向拉伸加卸載實驗測得的拉伸應力應變遲滯回線的塑性應變與基于塑性應變的表達式獲取的理論預測結果進行數值迭代，從而得到陶瓷基復合材料的界面脫粘韌性和軸向熱殘余應力。
13、可選地，所述采用優化算法對界面性能和軸向熱殘余應力同時進行迭代計算包括：
14、基于優化算法，對單向拉伸加卸載實驗測得的不同峰值應力下拉伸應力應變遲滯回線的塑性應變、遲滯模量以及滯回寬度隨加卸載應力的變化關系，基于各個表達式同時進行數值迭代，從而獲得陶瓷基復合材料的庫侖摩擦系數、初始界面徑向壓強、界面脫粘韌性以及軸向熱殘余應力；其中，所述各個表達式包括塑性應變的表達式、遲滯模量的表達式以及滯回寬度的表達式。
15、可選地，所述塑性應變的表達式如下：
16、；其中，
17、為拉伸應力應變遲滯回線的塑性應變、為界面剝離時的臨界外界應力、 rf為纖維半徑、 ef為纖維的楊氏模量、 af為纖維的熱膨脹系數、為纖維軸向熱殘余應力、為復合材料的制備溫度與服役溫度之間的溫度差、 ld為界面脫粘長度、 lumax為卸載過程中的最大界面反向滑移長度、為與脫粘區域的界面滑移摩擦相關的共軛長度、 l為基體裂紋間距的二分之一、為與粘接區域界面剪切剛度相關的無量綱參數、e為自然常數、 a1、 a5和 w為與組分材料的物理或幾何性能相關的無量綱參數。
18、可選地，所述遲滯模量的表達式如下：
19、；其中，
20、 eh為拉伸應力應變遲滯回線的遲滯模量、 ?為界面剝離時的臨界外界應力、為峰值應力、 cf為纖維體積分數、 rf為纖維半徑、 ef為纖維的楊氏模量、 ld為界面脫粘長度、 lumax為卸載過程中的最大界面反向滑移長度、為與脫粘區域的界面滑移摩擦相關的共軛長度、 l為基體裂紋間距的二分之一、為與粘接區域界面剪切剛度相關的無量綱參數、e為自然常數、 a1、 a2、 w和為與組分材料的物理或幾何性能相關的無量綱參數。
21、可選地，所述滯回寬度的表達式如下：
22、；其中，
23、為拉伸應力應變遲滯回線在任一加卸載應力水平下的滯回寬度、 ?為卸載過程中的復合材料應變、為再加載過程中的復合材料應變、為外界應力、為界面剝離時的臨界外界應力、 rf為纖維半徑、 ef為纖維的楊氏模量、 ld為界面脫粘長度、 lu為界本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法進一步包括：
3.根據權利要求1所述的基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述基于塑性應變的表達式、遲滯模量的表達式以及滯回寬度的表達式，根據單向拉伸加卸載實驗測得的不同峰值應力下遲滯回線的塑性應變、遲滯模量以及滯回寬度隨加卸載應力的變化關系，采用兩步法，分別迭代計算陶瓷基復合材料的庫倫摩擦系數、初始界面徑向壓強、界面脫粘韌性以及軸向熱殘余應力包括：
4.根據權利要求2所述的基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述采用優化算法對界面性能和軸向熱殘余應力同時進行迭代計算包括：
5.根據權利要求3或4所述的基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述塑性應變的表達式如下：
6.根據權利要求
7.根據權利要求6所述的基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述滯回寬度的表達式如下：
...【技術特征摘要】
1.一種基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法進一步包括：
3.根據權利要求1所述的基于拉伸遲滯回線的陶瓷基復合材料界面性能獲取方法，其特征在于，所述基于塑性應變的表達式、遲滯模量的表達式以及滯回寬度的表達式，根據單向拉伸加卸載實驗測得的不同峰值應力下遲滯回線的塑性應變、遲滯模量以及滯回寬度隨加卸載應力的變化關系，采用兩步法，分別迭代計算陶瓷基復合材料的庫倫摩...
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