[发明专利]一种陶瓷基复合材料在高温应力环境下剩余刚度计算方法

摘要

本发明提出一种陶瓷基复合材料在高温应力环境下剩余刚度计算方法，能够有效预测高温应力氧化环境下单向C/SiC复合材料剩余刚度。本发明能从微观角度有效反应纤维形貌变化规律，从而准确预测材料宏观性质。本发明考虑了应力与高温（900‑1200℃）氧化对单向C/SiC复合材料的氧化机理的共同作用，为陶瓷基复合材料结构设计和寿命分析提供了相关理论支持。本发明考虑了单根纤维的非均匀氧化和整体纤维的非均匀氧化过程，以及基体的氧化对材料刚度的影响，更符合实际氧化情况，能够更加准确地预测单向C/SiC复合材料的剩余刚度。

主权项

1.一种陶瓷基复合材料在高温应力环境下剩余刚度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：基于高温环境下复合材料氧化动力学模型，确定材料内部氧气浓度变化规律；步骤二：根据步骤一得到氧气浓度变化规律，结合高温氧化环境下的纤维缺口模型，得到纤维缺口半径随氧化时间的变化规律，并进一步确定氧化过程中纤维拉伸强度变化规律；步骤三：根据剪滞模型，确定氧化前纤维应力分布，并结合Curtin拉伸强度理论，确定氧化前材料拉伸强度模型；步骤四：根据纤维正方规则分布规律和单胞尺寸，确定氧化过程中纤维氧化层数及纤维断裂比例；步骤五：基于步骤三和步骤四的结果，确定氧化过程中纤维拉伸断裂概率和纤维应力分布；步骤六：基于步骤二和步骤五的结果，确定每层纤维氧化断裂时间的变化规律；步骤七：基于步骤五和步骤六的结果，确定氧化过程中的材料拉伸刚度变化规律。