胡殿印，张泽帮，张 龙，梅文斌，王荣桥

（1.北京航空航天大学能源与动力工程学院，2.航空发动机结构强度北京市重点实验室，3.先进航空发动机协同创新中心：北京100083；4.中国船舶工业系统工程研究院，北京100094）

陶瓷基复合材料疲劳寿命预测方法

胡殿印1,2,3，张泽帮4，张 龙1，梅文斌1，王荣桥1,2,3

（1.北京航空航天大学能源与动力工程学院，2.航空发动机结构强度北京市重点实验室，3.先进航空发动机协同创新中心：北京100083；4.中国船舶工业系统工程研究院，北京100094）

为了建立CMC疲劳寿命预测方法，推广CMC在航空发动机中的应用，根据BHE剪滞模型理论，分析了随着疲劳峰值应力的大小不同，CMC可能出现的4种疲劳迟滞行为，推导了每种迟滞行为下的循环应力-应变公式，模拟了给定应力条件下的疲劳迟滞回线，通过与试验数据对比，证明了迟滞回线模拟的准确性，进一步分析了界面剪应力随疲劳循环数的退化关系。结合界面剪应力退化模型与纤维强度退化模型，设计了纤维应力计算和疲劳寿命计算流程。针对2维编织CMC，根据单胞有限元计算结果提取了纤维束应力，并对CMC进行了疲劳寿命计算，推导了CMC疲劳寿命S-N曲线，其结果与试验数据基本吻合。针对2维编织CMC的疲劳寿命预测方法，可用于编织结构的CMC涡轮导叶疲劳寿命分析。

陶瓷基复合材料；疲劳寿命；迟滞回线；S-N曲线

0 引言

陶瓷基复合材料（CMC）具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、热膨胀系数低、比强度及比模量高、成本低、消振性能良好等优点 [1]。……