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龍圖騰網恭喜南京航空航天大學申請的專利一種CMC結構復合加載疲勞壽命預測方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN118298968B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-15發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202410255960.6，技術領域涉及：G16C60/00；該發明授權一種CMC結構復合加載疲勞壽命預測方法是由尤超;周子凱;張盛;高希光;宋迎東設計研發完成，并于2024-03-06向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種CMC結構復合加載疲勞壽命預測方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種CMC結構復合加載疲勞壽命預測方法，包括如步驟：第一步，開展不同溫度下不同疲勞峰值載荷CMC標準板狀件正弦波疲勞試驗，獲取獲取CMC在標準正弦疲勞載荷下的性能數據；第二步，在給定工況下進行CMC結構漸進損傷分析，獲得單元應力分布；第三步，對CMC結構單元進行疲勞損傷計算；第四步，對CMC結構進行剛度折減，判斷結構是否疲勞失效。本發明彌補了針對CMC復合疲勞壽命預測方法的缺乏，實現了基于標準正弦波疲勞試驗的復雜復合載荷下的CMC疲勞壽命預測。

本發明授權一種CMC結構復合加載疲勞壽命預測方法在權利要求書中公布了：1.一種CMC結構復合加載疲勞壽命預測方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1：對CMC結構件開展不同溫度下不同疲勞峰值載荷的CMC標準正弦波疲勞試驗，獲取CMC結構件在CMC標準正弦波疲勞載荷下的性能數據；步驟S2：建立CMC結構件的宏觀幾何模型，CMC結構件由多個單元組成，賦予宏觀幾何模型宏觀等效各向異性導熱參數與力學性能參數；步驟S3:在給定工況下使用漸進損傷算法對宏觀幾何模型進行有限元分析，獲得CMC結構件應力分布，并提取CMC結構件各單元的單元應力；步驟S4：基于步驟S3中提取的單元應力，在宏觀幾何模型中對CMC結構件各個單元施加疲勞載荷步并進行疲勞損傷計算；步驟S5：基于步驟S4中的疲勞損傷計算結果結合步驟一得到的性能數據，對CMC結構件各個單元的結構進行失效分析并進行剛度折減，判斷剛度折減后的CMC結構件是否發生疲勞失效，若結構發生疲勞失效則迭代停止，輸出CMC結構件疲勞破壞仿真結果，完成CMC結構件疲勞壽命的預測，若結構未發生失效則返回步驟S3；步驟S1中，獲取CMC結構件在CMC標準正弦波疲勞載荷下的性能數據具體為：對CMC標準正弦波疲勞試驗結果進行擬合，得到CMC材料在不同溫度下的疲勞S-N曲線、遲滯耗散能累積速度隨疲勞峰值載荷變化規律以及歸一化剩余剛度隨循環數變化規律；步驟S4中，疲勞損傷計算具體為：通過損傷等效方法將疲勞峰值載荷為σ的梯形波載荷或高應力比正弦波載荷等效為疲勞峰值載荷為遲滯耗散能累積速度為的標準正弦波疲勞載荷，其中為等效疲勞峰值載荷，為等效遲滯耗散能累積速度，即在相同加載時間下，梯形波疲勞載荷對材料產生的損傷與相同疲勞峰值載荷，相同應力比的標準正弦波載荷是一樣的，即其中dw為低應力比標準正弦波疲勞的遲滯耗散能累積速度，而在相同加載頻率下，高應力比正弦波疲勞的等效遲滯耗散能累積速度與低應力比標準正弦波疲勞的遲滯耗散能累積速度滿足如下關系為平均應力比，其中ΔσRH為高應力比正弦波疲勞載荷的平均應力，ΔσRL為低應力比標準正弦波疲勞載荷的平均應力，將帶入低應力比標準正弦波疲勞遲滯耗散能累積速度與疲勞峰值載荷之間的關系，可以得到等效疲勞峰值載荷疲勞損傷計算的具體流程如下：以CMC結構件單元承受的疲勞峰值載荷σ作為輸入，計算單元在當前應力水平下的等效遲滯耗散能累積速度以及等效疲勞峰值載荷然后計算單元等效循環數其中W為單元等效累積遲滯耗散能，單元經歷次等效循環載荷后的剩余剛度為最后對單元施加步長為ΔN的標準正弦疲勞載荷，此時單元等效累積遲滯耗散能為CMC結構件整體已施加的等效疲勞載荷步Napplied＝ΔN+Napplied，對于梯形波載荷最終結構失效時輸出的結構梯形波疲勞壽命N＝Nappliedm，其中為頻率比，f為標準正弦波疲勞載荷加載頻率，ft為梯形波疲勞載荷加載頻率，對于高應力比正弦波載荷最終結構失效時輸出的疲勞壽命N＝Napplied；步驟S5中，單元結構的失效分析包括單元疲勞失效和單元靜強度失效，其中單元疲勞失效為：將單元等效循環數與單元等效疲勞峰值載荷構成的點與步驟S1中得到的標準正弦波疲勞試驗S-N曲線相對位置進行對比，若點位于S-N曲線左下方，則單元不發生失效；若點位于S-N曲線右上方，則單元疲勞失效；單元靜強度失效為：將單元所受疲勞拉應力與CMC材料最大拉伸強度對比，若單元所受疲勞拉應力小于CMC材料最大拉伸強度，則單元不發生失效；若單元所受疲勞拉應力大于CMC材料最大拉伸強度，則單元失效，失效單元剛度折減為初始剛度的0.2倍，若單元未失效則單元剛度按照進行折減；步驟S5中，CMC結構件是否發生疲勞失效的判斷方式為：設定CMC結構件失效預設值，當失效單元總數大于失效預設值或所有失效單元形成貫穿整個CMC結構件的失效面則認為CMC結構件發生疲勞失效。

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