本发明涉及陶瓷基复合材料热结构分析，具体的说是一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法。
背景技术：
1、陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能，而其致命的弱点是具有脆性，处于应力状态时，会产生裂纹，甚至断裂导致材料失效。而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合，则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。纤维能阻止裂纹的扩展，从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料已用作液体火箭发动机喷管、导弹天线罩、航天飞机鼻锥、飞机刹车盘和高档汽车刹车盘等，成为高技术新材料的一个重要分支。热结构分析就是利用现有的方法，对处于某种温度载荷下的结构进行分析。它是结构力学中研究温度的变化对结构的强度、刚度和承载能力的影响的一个领域。
2、目前对陶瓷基复合材料热结构分析采用简单的温度环境下材料表征分析，对陶瓷基复合材料热结构强度分析一维分析，分析单一，且分析的误差大，并且陶瓷基复合材料热结构分析通过测试数据计算分析，分析缺少系统性、精准性的对比，分析难度大，对此为了解决上述提出的问题，本发明提出一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本发明提供了一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，该分析方法包括以下步骤：
3、步骤1、参数：确定陶瓷基复合材料热结构强度分析的参数；
4、步骤2、数据库：构建陶瓷基复合材料热结构强度分析的数据库；
5、步骤3、建模：基于渐进损伤技术，构建陶瓷基复合材料热结构强度分析的渐进损伤分析模型，基于神经网络技术，构建陶瓷基复合材料热结构强度分析的预测分析模型；
6、步骤4、测试：将数据库的测试集数据输入渐进损伤分析模型和预测分析模型，对渐进损伤分析模型和预测分析模型测试；
7、步骤5、分析报告：将陶瓷基复合材料热结构强度分析数据输入渐进损伤分析模型和预测分析模型，得到渐进损伤分析数据和预测分析数据，并生成渐进损伤分析图表和预测分析图表，将渐进损伤分析数据和预测分析数据对比分析，得到陶瓷基复合材料热结构强度分析报告；
8、所述渐进损伤分析模型根据连续介质损伤力学，对陶瓷基复合材料热结构强度表征分析，分析陶瓷基复合材料热结构失效载荷，分析计算陶瓷基复合材料热结构强度的表征泊松比；
9、所述渐进损伤分析模型将陶瓷基复合材料热结构强度分析描述引入失效准则系数的函数。
10、具体的，所述数据库构建具体步骤：
11、1)、构建陶瓷基复合材料热结构强度分析数据库指标；
12、2)、构建数据采集模块，基于数据采集模块构建陶瓷基复合材料热结构强度渐进损伤分析模型的训练数据集和测试数据集；
13、3)、基于数据采集模块，构建陶瓷基复合材料热结构强度预测分析模型的训练数据集和测试数据集。
14、具体的，所述渐进损伤分析模型构建的具体方法：
15、1)、获取渐进损伤分析数据，对渐进损伤分析数据处理，得到渐进损伤分析特征数据；
16、2)、将渐进损伤分析特征数据输入渐进损伤模型，得到陶瓷基复合材料热结构强度的渐进损伤分析模型；
17、所述预测分析模型构建的具体方法：
18、1)、获取陶瓷基复合材料的预测分析数据；
19、2)、对预测分析数据属性选择与神经元定义，确定训练集和测试集，对预测分析缺少数据预处理，在训练网络前对含空值的数据处理，得到目标数据；
20、3)、构建基于神经网络的预测分析模型，将训练集数据输入预测分析模型进行网格训练；
21、4)、将测试集数据输入预测分析模型，测试预测分析模型对陶瓷基复合材料热结构强度分析的准确性。
22、具体的，所述陶瓷基复合材料热结构强度表征分析包括一维表征分析和三维表征分析，所述一维表征分析的表征应力与真实应力的关系可以简单的表征：
23、
24、所述三维表征分析三维表征应力的本构关系可以表征为：
25、
26、
27、
28、其中，为无损伤条件下的材料刚度；
29、s：为有损伤的表征刚度；
30、d：为损伤因子。
31、具体的，所述陶瓷基复合材料热结构强度的表征泊松比计算式：
32、
33、具体的，所述陶瓷基复合材料热结构强度渐进损伤分析流程：选定陶瓷基复合材料，选定陶瓷基复合材料热结构强度分析温度条件，选定陶瓷基复合材料热结构强度分析模型，建立陶瓷基复合材料热结构渐进损伤分析模型，对陶瓷基复合材料应力分析，将陶瓷基复合材料热结构应力进行失效准则判断，满足失效准则，则陶瓷基复合材料热结构发生失效，反之，则陶瓷基复合材料热结构无损伤；判断陶瓷基复合材料热结构损伤是否导致结构破坏，陶瓷基复合材料结构没有破坏，则增加陶瓷基复合材料的力学载荷，重复陶瓷基复合材料热结构失效判断，反之，陶瓷基复合材料热结构发生破坏，则陶瓷基复合材料结构失去承载能力，渐进损伤分析结束，获得该温度环境下的陶瓷基复合材料热结构强度分析的失效载荷；
34、选定陶瓷基复合材料，选定陶瓷基复合材料热结构强度分析力学载荷条件，选定陶瓷基复合材料热结构强度分析模型，建立陶瓷基复合材料热结构渐进损伤分析模型，对陶瓷基复合材料应力分析，判断陶瓷基复合材料热结构是否失效，以及判断陶瓷基复合材料热结构损伤是否导致结构破坏，修改陶瓷基复合材料热结构环境温度，重复判断陶瓷基复合材料热结构是否失效、陶瓷基复合材料热结构损伤是否导致结构破坏，获得陶瓷基复合材料热结构强度分析的环境温度范围内的极限失效载荷。
35、具体的，所述陶瓷基复合材料热结构强度分析参数包括陶瓷基复合材料的材质、结构层、几何参数和环境温度。
36、具体的，所述陶瓷基复合材料热结构是否失效包括陶瓷基复合材料纤维方向拉伸失效、陶瓷基复合材料基体方向拉伸失效、陶瓷基复合材料纤维方向压缩失效、陶瓷基复合材料基体方向压缩失效。
37、本发明的有益效果：
38、(1)本发明所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，本发明基于渐进损伤技术，构建陶瓷基复合材料热结构强度分析的渐进损伤分析模型，以及基于神经网络技术，构建陶瓷基复合材料热结构强度分析的预测分析模型，通过渐进损伤分析模型和预测分析模型，获取陶瓷基复合材料热结构强度的渐进损伤分析数据和预测分析数据，将渐进损伤分析数据和预测分析数据对比分析，得到陶瓷基复合材料热结构强度分析报告，本方法基于模型分析，使陶瓷基复合材料热结构强度分析精准、简单、具有对比性；
39、(2)本发明所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，本发明构建的陶瓷基复合材料热结构强度分析的渐进损伤分析模型，渐进损伤分析模型根据连续介质损伤力学，对陶瓷基复合材料热结构强度一维及三维的表征分析，分析陶瓷基复合材料热结构失效载荷，使陶瓷基复合材料热结构强度渐进损伤分析更准确。
1.一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，其特征在于：该分析方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，其特征在于：所述数据库构建具体步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，其特征在于：所述渐进损伤分析模型构建的具体方法：
4.根据权利要求1所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，其特征在于：所述陶瓷基复合材料热结构强度表征分析包括一维表征分析和三维表征分析，所述一维表征分析的表征应力与真实应力的关系可以简单的表征：
5.根据权利要求1所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，其特征在于：所述陶瓷基复合材料热结构强度的表征泊松比计算式：
6.根据权利要求1所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，其特征在于：所述陶瓷基复合材料热结构强度渐进损伤分析流程：选定陶瓷基复合材料，选定陶瓷基复合材料热结构强度分析温度条件，选定陶瓷基复合材料热结构强度分析模型，建立陶瓷基复合材料热结构渐进损伤分析模型，对陶瓷基复合材料应力分析，将陶瓷基复合材料热结构应力进行失效准则判断，满足失效准则，则陶瓷基复合材料热结构发生失效，反之，则陶瓷基复合材料热结构无损伤；判断陶瓷基复合材料热结构损伤是否导致结构破坏，陶瓷基复合材料结构没有破坏，则增加陶瓷基复合材料的力学载荷，重复陶瓷基复合材料热结构失效判断，反之，陶瓷基复合材料热结构发生破坏，则陶瓷基复合材料结构失去承载能力，渐进损伤分析结束，获得该温度环境下的陶瓷基复合材料热结构强度分析的失效载荷；
7.根据权利要求1所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，其特征在于：所述陶瓷基复合材料热结构强度分析参数包括陶瓷基复合材料的材质、结构层、几何参数和环境温度。
8.根据权利要求6所述的一种基于渐进损伤的陶瓷基复合材料热结构强度分析方法，其特征在于：所述陶瓷基复合材料热结构是否失效包括陶瓷基复合材料纤维方向拉伸失效、陶瓷基复合材料基体方向拉伸失效、陶瓷基复合材料纤维方向压缩失效、陶瓷基复合材料基体方向压缩失效。
