申请/专利权人：南京航空航天大学;南京航空航天大学无锡研究院

申请日：2023-12-05

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117807822A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F119/14;G06F113/26

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明公开了一种编织陶瓷基复合材料任意加卸载本构模型的预测方法，通过制备与编织陶瓷基复合材料原位性能相同的带基体纤维束，对带基体纤维束进行循环加卸载试验，得到带基体纤维束的应力应变响应，建立陶瓷基复合材料单胞有限元模型，进行有限元计算，得到单胞模型循环加卸载应力‑应变响应，基于单胞模型循环加卸载应力‑应变应变曲线采用宏观方法构建编织陶瓷基复合材料任意加卸载本构模型。实现从带基体纤维束的加卸载试验进行细观模型的标定，到宏观方法完成编织陶瓷基复合材料任意加卸载本构模型的建立。本发明在其他不同加卸载路径下求应力应变表达式及曲线时，无需通过实验，只需代入最大应变即可，节约成本，更加方便。

主权项：1.一种编织陶瓷基复合材料任意加卸载本构模型的预测方法，其特征是：包括如下步骤:步骤1：制造带基体纤维束，其性能与所研究的编织陶瓷基复合材料内部纱线性能相同；步骤2：通过对该带基体纤维束进行循环加卸载试验，获得其应力-应变曲线，并记录下加卸载曲线中每个迟滞环所对应的最大的应变；步骤3：建立编织陶瓷基复合材料单胞模型；步骤4：对该单胞模型网格划分得到单胞有限元模型并定义每个单胞有限元模型的单元坐标系；步骤5：对单胞有限元模型施加初始位移，并赋予单胞有限元模型中所有纱线单元材料参数，其中带基体纤维束初始轴向弹性模量即应力-应变曲线第一次加载线性段斜率为该单胞有限元模型中的所有纱线单元的初始轴向弹性模量；步骤6：通过对单胞有限元模型进行有限元计算，获得单胞有限元模型中所有纱线单元的应力应变并判断纱线单元为加载段还是卸载段；步骤7：将此时纱线单元应变与纱线单元最大历史应变对比，若此时纱线单元应变大于纱线单元最大历史应变则将此时纱线单元应变赋值给纱线单元最大历史应变；步骤8：通过每个纱线单元的最大历史应变计算每个纱线单元新的弹性模量E’并赋给各个纱线单元；步骤9：若每个纱线单元都收敛则计算该单胞有限元模型的平均应力和平均应变，否则返回步骤6；步骤10：判断该单胞有限元模型是否失效，若失效则继续步骤11，否则对单胞有限元模型台阶式增加或减少位移，并返回步骤6；步骤11：由一系列的单胞有限元模型的平均应力和平均应变，获得单胞模型即陶瓷基复合材料的骨架曲线以及若干离散的迟滞环应力应变曲线；步骤12：对于所得的各离散迟滞环应力应变曲线，通过以下三次表达式对其加载段及卸载段进行拟合： 式中，下标“+”表示加载、“-”表示卸载，σ+表示加载的应力，σ-表示卸载的应力，ε表示离散迟滞环应变，p1u、p2u、p3u、p4u为加载段拟合曲线多项式的系数，p1d、p2d、p3d、p4d为卸载段拟合曲线多项式的系数；步骤13：由拟合后的表达式可知，对于每个应变最大值都有其与之对应的系数，通过线性插值的方法分别求出应变最大值与p1u、p2u、p3u、p4u、p1d、p2d、p3d、p4d的关系表达式。

全文数据：

权利要求：

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