陶瓷基复合材料的去除力建模方法、装置和设备

本发明涉及陶瓷基复合材料加工，尤其涉及一种陶瓷基复合材料的去除力建模方法、装置和设备。

背景技术：

1、陶瓷基复合材料因具有耐高温氧化，蠕变和耐磨损的特性，已经在航空航天领域的热端部件，轨道交通领域制动部件以及核能源领域的核反应堆结构件上得到越来越多的应用。

2、相关技术中，陶瓷基复合材料包含基体、纤维和界面层三种相，材料本身具有非均质性和各向异性，与单一相的硬脆金属材料或陶瓷材料加工的去除过程皆不相同。因此，如何准确的对陶瓷基复合材料的去除力进行建模，从而实现陶瓷基复合材料的去除力的准确预测是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种陶瓷基复合材料的去除力建模方法、装置和设备，有效地提升了陶瓷基复合材料的脆性去除力模型的准确性。

2、本发明提供一种陶瓷基复合材料的去除力建模方法，包括如下步骤。

3、根据陶瓷基复合材料的最大弹性回复率，确定机床金刚石压头和陶瓷基复合材料对应的接触区投影面积；

4、根据接触区投影面积和考虑应变率的接触应力，建立陶瓷基复合材料的延性去除力模型；接触应力为机床金刚石压头和陶瓷基复合材料之间的接触应力；

5、根据陶瓷基复合材料中的基体所对应的横向裂纹长度和纤维所对应的横向裂纹长度，以及机器视觉识别的陶瓷基复合材料中的纤维直径和纤维间距，确定陶瓷基复合材料中的纤维所对应的横向裂纹扩展长度和基体所对应的横向裂纹扩展长度；

6、根据横向裂纹扩展长度和陶瓷基复合材料对应的时变横向裂纹深度，建立不同划擦方向下的陶瓷基复合材料的脆性去除力模型。

7、本发明还提供一种陶瓷基复合材料的去除力建模装置，包括如下模块：

8、第一确定模块，用于根据陶瓷基复合材料的最大弹性回复率，确定机床金刚石压头和陶瓷基复合材料对应的接触区投影面积；

9、第一建立模块，用于根据接触区投影面积和考虑应变率的接触应力，建立陶瓷基复合材料的延性去除力模型；接触应力为机床金刚石压头和陶瓷基复合材料之间的接触应力；

10、第二确定模块，用于根据陶瓷基复合材料中的基体所对应的横向裂纹长度和纤维所对应的横向裂纹长度，以及机器视觉识别的陶瓷基复合材料中的纤维直径和纤维间距，确定陶瓷基复合材料中的纤维所对应的横向裂纹扩展长度和基体所对应的横向裂纹扩展长度；

11、第二建立模块，用于根据横向裂纹扩展长度和陶瓷基复合材料对应的时变横向裂纹深度，建立不同划擦方向下的陶瓷基复合材料的脆性去除力模型。

12、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述陶瓷基复合材料的去除力建模方法。

13、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述陶瓷基复合材料的去除力建模方法。

14、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述陶瓷基复合材料的去除力建模方法。

15、本发明提供的陶瓷基复合材料的去除力建模方法、装置和设备，一方面，在建立陶瓷基复合材料的延性去除力模型的过程中，不仅考虑了塑性去除过程中弹性回复对投影面积的影响，而且还考虑了超声振动应变率对平均接触应力的影响，从而也就使得陶瓷基复合材料的延性去除力模型更加的准确。另一方面，在建立陶瓷基复合材料的脆性去除力模型的过程中，考虑了陶瓷基复合材料微观结构对脆性去除过程中的时变横向裂纹深度，以及扩展长度在纤维和基体相界面处的偏转，从而也就克服了现有技术在建立延脆性去除力的模型过程中对材料进行均质化处理，导致力学模型未能完全反应裂纹扩展过程中受到陶瓷基复合材料微观结构的影响的问题，有效地提升了陶瓷基复合材料的脆性去除力模型的准确性。

技术特征：

1.一种陶瓷基复合材料的去除力建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料的去除力建模方法，其特征在于，所述根据陶瓷基复合材料的最大弹性回复率，确定机床金刚石压头和所述陶瓷基复合材料对应的接触区投影面积，包括：

3.根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料的去除力建模方法，其特征在于，所述根据所述接触区投影面积和考虑应变率的接触应力，建立陶瓷基复合材料的延性去除力模型，包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的陶瓷基复合材料的去除力建模方法，其特征在于，所述根据所述陶瓷基复合材料中的基体所对应的横向裂纹长度和纤维所对应的横向裂纹长度，以及机器视觉识别的所述陶瓷基复合材料中的纤维直径和纤维间距，确定所述陶瓷基复合材料中的纤维所对应的横向裂纹扩展长度和基体所对应的横向裂纹扩展长度，包括：

5.根据权利要求4所述的陶瓷基复合材料的去除力建模方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的陶瓷基复合材料的去除力建模方法，其特征在于，所述根据所述陶瓷基复合材料对应的瞬时压入深度和所述陶瓷基复合材料对应的弹塑性变形区最大临界深度，确定所述陶瓷基复合材料对应的时变横向裂纹深度，包括：

7.根据权利要求6所述的陶瓷基复合材料的去除力建模方法，其特征在于，所述根据所述横向裂纹扩展长度和所述陶瓷基复合材料对应的时变横向裂纹深度，建立不同划擦方向下的所述陶瓷基复合材料的脆性去除力模型，包括：

8.一种陶瓷基复合材料的去除力建模装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述陶瓷基复合材料的去除力建模方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述陶瓷基复合材料的去除力建模方法。

技术总结本发明提供一种陶瓷基复合材料的去除力建模方法、装置和设备，该方法包括：根据陶瓷基复合材料的最大弹性回复率，确定机床金刚石压头和陶瓷基复合材料对应的接触区投影面积；根据接触区投影面积和考虑应变率的接触应力，建立陶瓷基复合材料的延性去除力模型；根据陶瓷基复合材料中的基体所对应的横向裂纹长度和纤维所对应的横向裂纹长度，以及机器视觉识别的纤维直径和纤维间距，确定横向裂纹扩展长度和基体所对应的横向裂纹扩展长度；根据横向裂纹扩展长度和陶瓷基复合材料对应的时变横向裂纹深度，建立不同划擦方向下的陶瓷基复合材料的脆性去除力模型。上述实施例的方法有效地提升了陶瓷基复合材料的脆性去除力模型的准确性。技术研发人员：袁松梅,安文昭,马万里受保护的技术使用者：北京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/8/27