超高温陶瓷材料热-损伤耦合强度间接测量方法

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201410682680.X 

申 请 日：20141124 

发 明 人：李卫国麻建坐王如转李定玉成天宝张曦蓓方岱宁 

申 请 人：重庆大学 

申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日：20160817 

公 开 号：CN104330300B 

代 理 人：唐开平 

代理机构：重庆大学专利中心 50201 

摘　　要：本发明公开了超高温陶瓷材料热?损伤耦合强度间接测量方法，该方法依据测得的超高温陶瓷材料弹性模量随温度变化的实验数据和参考温度下的弹性模量，建立不同温度下材料热?损伤耦合强度与弹性模量的数学式模型，计算与超高温陶瓷材料弹性模量对应的温度下的材料热?损伤耦合强度。本发明的技术效果是：实现了在各温度下材料热?损伤耦合强度的可靠预测。 

主 权 项：超高温陶瓷材料热?损伤耦合强度间接测量方法，依据测得的超高温陶瓷材料弹性模量随温度变化的实验数据和参考温度下的弹性模量，建立不同温度下材料热?损伤耦合强度与弹性模量的数学式模型，计算与超高温陶瓷材料弹性模量对应的温度下的材料热?损伤耦合强度；其特征是，建立不同温度下材料热?损伤耦合强度与弹性模量的数学式模型的步骤包括：第一步、建立材料初始损伤状态的不同温度下强度与弹性模量的数学式模型为${\sigma }_{th}\left(T\right)={\left[\frac{{\left({\sigma }_{th}^0\right)}^2}{E_0}E\left(T\right)\right[1-\frac{1}{{\int }_0^{T_m}{C}_p\left(T\right)dT+{\mathrm{\Delta H}}_M}{\int }_0^T{C}_p\left(T\right)dT\left]\right]}^{1/2}$式中，σ_th(T)为温度T下对应的材料强度，E(T)为温度T下对应的弹性模量，为参考温度0℃下的材料强度，E₀为参考温度0℃下的材料弹性模量，C_p(T)为温度T下对应的定压热容，ΔH_M为熔化热，T_m为材料的熔点；第二步、建立参考温度下与材料损伤相关的强度的数学式模型为${\sigma }_0^f={\left[\frac{E_0{G}_0^f}{2(1-{\nu }^2)l}{[1+\frac{16(1-{\nu }^2){\mathrm{Nl}}^3}{3}]}^{-1}\right]}^{1/2}$式中，为临界断裂强度，为断裂能，E₀为参考温度下材料无裂纹时的弹性模量，ν为泊松比，l为裂纹的半长，N为单位体积中的裂纹数；第三步、建立超高温陶瓷材料热?损伤耦合强度数学式模型为${\sigma }_{th}(T,l)={\left[\frac{K_{IC}^{2}E(T,N,l)}{2E_0(1-{\nu }^2){\left(\frac{3V}{4\pi \alpha }\right)}^{1/3}}\right[1-\frac{1}{{\int }_0^{T_m}{C}_p\left(T\right)dT+{\mathrm{\Delta H}}_M}{\int }_0^T{C}_p\left(T\right)dT\left]\right]}^{1/2}$式中，σ_th(T,l)为热?损伤耦合强度，K_IC为材料平面应变断裂韧度，E(T,N,l)为温度T下对应的存在裂纹时的弹性模量，E₀为参考温度下材料无裂纹时的弹性模量，ν为泊松比，V为单个损伤体积，α为损伤形状系数，C_p(T)为温度T下对应的定压热容，ΔH_M为熔化热，T_m为材料的熔点。 

关 键 词： 

法律状态：授权 

IPC专利分类号：G01N3/00(2006.01)I