[发明专利]碳纤维增强复合材料工件的疲劳寿命预测方法

说明书

本公开是关于提供一种碳纤维增强复合材料工件的疲劳寿命预测方法，涉及碳纤维增强复合材料技术领域。该疲劳寿命预测方法包括：建立碳纤维增强复合材料工件的试验模型；将试验模型划分为多个分析单元，并确定各分析单元的分析特征，分析特征至少包括每组纤维的方向；根据各分析单元的分析特征和预设的对应关系确定试验模型的力学性能参数；根据预设的模拟工况和力学性能参数，确定试验模型在模拟工况下的应力数据；根据应力数据确定试验模型的目标疲劳曲线，以作为碳纤维增强复合材料工件的疲劳曲线。本公开的疲劳寿命预测方法可提高疲劳寿命预测的效率，降低疲劳分析的成本。

技术领域

本公开涉及碳纤维增强复合材料技术领域，具体而言，涉及一种碳纤维增强复合材料工件的疲劳寿命预测方法。

背景技术

碳纤维增强复合材料(CFRP，Carbon Fiber Reinforced Polymers)是以碳纤维为增强体，以树脂等为基体所形成的复合材料，具有较高的比强度、比刚性，且质量较轻，因而获得了广泛的应用。对于碳纤维增强复合材料的工件而言，对其疲劳寿命的预测，直接关系着对其性能的判断。

目前，对碳纤维增强复合材料工件的疲劳寿命的预测，通常需要制造出试验用的工件，并进行大量的力学试验，获得预测疲劳寿命所需的力学数据，得到疲劳曲线，以预测疲劳寿命。但是，这样的预测方式，需要进行大量的试验，工作效率较低，且成本较高。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种碳纤维增强复合材料工件的疲劳寿命预测方法，可提高疲劳寿命预测的效率，降低疲劳分析的成本。

根据本公开的一个方面，提供一种碳纤维增强复合材料工件的疲劳寿命预测方法，包括：

建立碳纤维增强复合材料工件的试验模型；

将所述试验模型划分为多个分析单元，并确定各所述分析单元的分析特征，所述分析特征至少包括每组纤维的方向；

根据各所述分析单元的分析特征和预设的对应关系确定所述试验模型的力学性能参数；

根据预设的模拟工况和所述力学性能参数，确定所述试验模型在所述模拟工况下的应力数据；

根据所述应力数据确定所述试验模型的目标疲劳曲线，以作为所述碳纤维增强复合材料工件的疲劳曲线。

在本公开的一种示例性实施例中，根据预设的模拟工况和所述力学性能参数，确定所述试验模型在所述模拟工况下的应力数据包括：

根据所述力学性能参数确定所述试验模型的参考疲劳曲线；

将所述参考疲劳曲线与预设的标准疲劳曲线范围进行比较；

在所述参考疲劳曲线位于所述标准疲劳曲线范围内的情形下，根据预设的模拟工况和所述力学性能参数确定所述试验模型在所述模拟工况下的应力数据。

在本公开的一种示例性实施例中，根据预设的模拟工况和所述力学性能参数，确定所述试验模型在所述模拟工况下的应力数据还包括：

在所述参考疲劳曲线超出所述标准疲劳曲线范围的情形下，重新将所述试验模型划分为多个分析单元，并确定各所述分析单元的分析特征。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述力学性能参数确定所述试验模型的参考疲劳曲线包括：

确定分析条件，所述分析条件包括载荷类型、平均应力修正方式、应力分量及疲劳修正参数；

根据所述力学性能参数和所述分析条件确定所述参考疲劳曲线。