本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法。
背景技术：
碳化硅纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(siliconcarbidefiberreinforcedsiliconcarbidecomposites，以下简称sic/sic)是航空发动机热端部件的新型高温结构材料，其具备高比强度、比刚度等特性，能有效实现热端部件的减重。在服役环境下，sic/sic复合材料构件一方面要承受高温氧化环境带来的损伤，另一方面，sic/sic复合材料构件还要承担的外加载荷，而大多数外加载荷是变载荷或者随机载荷，载荷的不恒定使材料内部的组分(基体、界面和纤维)变化比恒幅载荷下更复杂。考虑sic/sic复合材料在高温氧化环境下及任意加卸载对复合材料内部组分的影响，预测sic/sic复合材料的应力应变关系可以为分析材料在服役环境下的疲劳寿命打下坚实的基础。
现有技术中，文献“陶瓷基复合材料的基体失效模型”主要研究了陶瓷基复合材料基体开裂与外载的关系，采用了蒙特卡洛法模拟陶瓷基复合材料基体裂纹生成，得到了不同加载应力下基体裂纹的间距及位置，为单向sic/sic复合材料在任意加卸载载荷基体裂纹演变提供了分析基础。文献“modelingofdamageinunidirectionalceramicmatrixcompositesandmulti-scaleexperimentalvalidationonthirdgenerationsic/sicminicomposites”主要研究了基体裂纹宽度与外加应力及温度的关系，并通过实验测得200mpa常温环境下sic/sic复合材料的裂纹宽度为0.2微米。专利cn110096732a“一种陶瓷基复合材料在应力氧化环境下剩余刚度预测方法”、cn109992850a“一种陶瓷基复合材料应力氧化环境剩余拉伸强度预测方法”、cn110096731a“一种陶瓷基复合材料在应力氧化环境下质量变化预测方法”提出了一种高温氧化环境下氧化动力学模型，基于此模型计算了不同时刻材料内部不同位置处的氧气浓度、界面消耗长度、sic纤维在裂纹处表面氧化层厚度随应力、温度与时间的变化规律，确定sic纤维表面氧化缺陷尺寸并推导sic纤维特征强度分布表达式，但研究的是在蠕变单拉应力氧化环境下的氧化形貌，没有对任意加卸载载荷下的氧化形貌进行研究。文献“复杂预制体陶瓷基复合材料疲劳失效机理及多尺度模拟”主要研究了陶瓷基复合材料的疲劳失效，得到了在任意加卸载下单向sic/sic复合材料界面滑移区的分布规律，但没有考虑高温氧化环境对陶瓷基复合材料内部组分的影响。文献“长纤维增强陶瓷基复合材料疲劳损伤模型与寿命预测”主要通过剪滞模型研究了陶瓷基复合材料的疲劳失效，给出了剪滞模型的计算公式，还通过计算得到了纤维随机失效百分数、界面剪应力随循环数的变化规律，但无法用来模拟单向sic/sic在高温氧化环境下的应力应变曲线。文献“modelingtheeffectofoxidationonhysteresisloopsofcarbonfiber-reinforcedceramic-matrixcompositesunderstaticfatigueatelevatedtemperature”主要研究了高温氧化对c/sic复合材料的常幅疲劳迟滞耗散能及界面滑移的影响，考虑了高温氧化对c/sic复合材料界面消耗长度的影响，未考虑纤维氧化对纤维强度的影响，也未考虑基体裂纹的氧化对氧气通道宽度的影响，无法用来模拟单向sic/sic复合材料在任意加卸载下的应力应变曲线。
综上所述，有必要提供一种能有效预测高温氧化环境下单向sic/sic复合材料在任意加卸载下的应力应变曲线的方法。
技术实现要素：
本发明提供一种高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，包括以下步骤：
步骤一：基于蒙特卡洛模拟单向sic/sic陶瓷基复合材料基体开裂方法，确定单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹密度及裂纹间距；
步骤二：确定氧气在单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹中扩散通道的宽度；
步骤三：基于高温氧化环境下氧化动力学模型，获取每个加载应力下的单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度，界面氧化消耗长度及纤维因氧化而产生的缺口半径；判断基体裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度是否大于步骤二得到的氧气扩散通道宽度或者纤维因氧化而产生的缺口半径是否大于单向sic/sic复合材料界面层厚度，若大于，则认为氧气在后续加载中不会从该基体裂纹进入到复合材料内部，单向sic/sic复合材料在该裂纹处的纤维与界面不会再发生氧化；
步骤四：根据界面摩擦滑移模型计算获得每个应力点下的界面滑移区分布；随后基于剪滞模型，确定单向sic/sic陶瓷基复合材料的应力应变关系曲线；
步骤五：根据改进界面剪应力退化准则来模拟单向sic/sic陶瓷基复合材料界面的退化规律；
步骤六：判断应力是否加载完毕，若没有加载完毕则结合前面计算的结果，假设单向sic/sic复合材料初始纤维的强度分布符合双参数威布尔分布,计算纤维断裂失效百分数，将纤维体积百分数折减，按步骤五将界面剪应力折减，继续加载应力，返回步骤一；若应力加载完毕，则结束。
进一步的，所述步骤一的具体步骤是：
基于蒙特卡洛法模拟单向sic/sic复合材料的基体裂纹，确定初次加载时基体的裂纹间距，基体失效概率为：
其中，p(ξ＝σ,η＝lc)指复合材料总长度为lc、外加应力为σ时，基体的失效概率，σth为复合材料在制作过程中产生的残余热应力，σr为复合材料基体开裂的特征应力，σ*为基体的最小初始开裂应力，m为威布尔模量；采用蒙特卡洛法模拟得到在初始拉伸应力σ1作用下，长度lc的复合材料基体上产生的裂纹数k1，在(0,lc)之间产生k1个随机数，为k1个裂纹的分配位置；继续加载载荷增量为δσ，长度lc的复合材料在基体上产生的裂纹数增量为δk，若δk<1，则认为基体不会产生新的裂纹，若δk≥1则计算该复合材料总界面粘结区长度为lb，在总长度为(0,lb)的粘结区产生平均分布的δk个随机数，为新产生裂纹的位置，随着应力的增加，当界面没有粘结区时，基体裂纹将无法生成，此时基体裂纹数量将达到饱和，随着加载的进行会产生不相等的裂纹间距l。
进一步的，所述步骤二的具体步骤是：
基于经验公式，基体裂纹宽度为：
其中：d为温度为t时在外加应力为σ下的基体裂纹宽度，d0为常温下200mpa时基体裂纹宽度，t0为常温，δt为环境温度与常温的差值，ef为纤维的弹性模量，vm为基体的体积分数，αm,αf分别为基体、纤维的热膨胀系数；
每个载荷步区间内氧气在复合材料扩散通道的宽度等于加载应力为
进一步的，所述步骤三的具体步骤为：
基于高温氧化动力学模型：
边界条件：
其中：rt为基体表面到纤维圆心的距离，y为裂纹坐标，z为界面坐标，
判断当前载荷步基体每个裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度
进一步的，所述步骤四的具体步骤为：
根据步骤一计算出来的裂纹间距结合摩擦滑移模型计算脱粘区长度
其中：σ为外加应力，vf,vm分别为纤维、基体的体积分数，em,ef,ec分别为基体、纤维和复合材料的弹性模量，τ为界面剪应力，rf为纤维半径，
根据剪滞模型，确定每个单胞纤维应力分布，由于裂纹宽度远小于脱粘长度，忽略裂纹开口段上的纤维应力分布，认为每根纤维上的应力分布情况相同；在加载时纤维上存在氧化区、脱粘区和粘接区，任意一根纤维上应力分为以下几种情况：
初次加载时，若步骤一计算出来结果为无裂纹，则利用混合率公式计算应力应变：
若复合材料基体上有裂纹，裂纹随机分布在总长度为lc的复合材料上，每个单胞长度为lic，lic中的下标i表示第i个载荷步，下标c表示长度为lc的复合材料从左往右第c个单胞，每个单胞左右两侧应力分布相等，以单胞左侧裂纹面为原点，沿纤维方向为x轴，则可将单胞分为氧化区，正向滑移区，粘结区，氧化区长度为lr，正向滑移区长度为l11，粘结区长度为
其中：x为表示的是x轴上的坐标位置，
卸载时，基体不会产生新的裂纹，界面区可分为氧化区，反向滑移区，正向滑移区，粘结区,氧化区长度为lr，反向滑移区长度为lr11，正向滑移区长度为l12，脱粘区长度ld＝lr11 l12，则纤维应力σf(x)分布为：
其中：σf0为复合材料无损时纤维承担的轴向应力。
在加载时，若基体不产生新的裂纹，界面此时可分为氧化区，正向滑移区，反向滑移区，正向滑移区，粘结区，氧化区长度为lr，第一个正向滑移区长度为l21，反向滑移区长度为lr21，第二个正向滑移区长度为l22，脱粘区长度ld＝l21 lr21 l22，粘结区长度为
若基体产生新的裂纹，正向滑移区将前面卸载时产生的反向滑移区全部覆盖，界面左右两侧基体裂纹因开裂时间不同，导致氧化消耗的界面长度不一样，界面左侧因氧化消耗的长度为lrl，右侧界面消耗长度为lrr，左右两侧脱粘区长度为ld，与正向滑移区l21相等，非氧化段的界面中点的坐标为
复合材料应变等效为纤维的应变，则
进一步的，所述步骤五的具体步骤为：
根据界面剪应力退化准则模拟界面的退化失效规律：
其中：τi第i个加载峰值的界面剪应力，τ0是材料的初始界面剪应力，τmin是界面随着循环退化逐渐趋于稳定状态时候的剪应力，σa为当前载荷步前最大的外加载荷，ω,λ是经验参数，
其中：n2表示当前载荷步前出现的峰值的数量。
进一步的，所述步骤六的具体步骤为：
在疲劳加载过程中，纤维会出现断裂失效行为，断裂纤维不能承载，假设初始纤维的强度分布符合双参数威布尔分布，在加载过程中计算出纤维承受的最大应力，认为纤维强度小于该应力的纤维发生断裂，基于全局分担模型，认为剩余纤维将分担所有应力，纤维的断裂概率p(i)为：
其中：mf为纤维强度分布威布尔模量，σ0表示纤维的特征强度，σfi表示第i步加载纤维的承受的最大应力，纤维在氧化过程中，纤维强度也会受到影响，根据断裂力学，当纤维缺陷尺寸δd<a时，认为纤维强度不会因为氧化而发生变化，当纤维缺陷尺寸δd≥a时，纤维参考强度如下：
其中：σ0(z)为纤维参考长度l0上的参考强度，ζ为氧化缺陷离氧化缺陷尺寸为临界缺陷尺寸a处的位置距裂纹长度，未发生氧化的纤维的参考强度
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种能有效模拟单向sic/sic复合材料在高温氧化环境下任意加卸载应力应变曲线的方法，考虑了高温氧化环境下基体裂纹密度和宽度、界面氧化消耗长度、纤维拉伸强度对加载时界面滑移区长度及分布对复合材料应力应变曲线的影响；
本发明可以为单向sic/sic复合材料在高温氧化环境下谱载荷加载下的疲劳寿命的计算提供理论基础；
本发明克服了单向陶瓷基复合材料任意加卸载氧化试验测试成本高，消耗人力物力大的缺点，可节省大量的人力物力。
附图说明
图1是流程图；
图2是蒙特卡洛模拟流程；
图3是蒙特卡洛模拟基体非均匀开裂；
图4是复合材料基体开裂特征单元；
图5是sic/sic内部氧化示意图；
图6是sic/sic复合材料裂纹处几何形貌；
图7是复合材料界面扩散通道处几何形貌；
图8是界面氧化消耗长度随氧化时间变化曲线；
图9是载荷历程；
图10是任意加卸载应力应变曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
本实施例中的部分参数如表1所示
表1
一种高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，包括以下步骤：
步骤一：基于蒙特卡洛模拟单向sic/sic陶瓷基复合材料基体开裂方法，确定单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹密度及裂纹间距；
所述步骤一的具体步骤是：
基于蒙特卡洛法模拟单向sic/sic复合材料的基体裂纹，加载历程如图9所示，确定初次加载时基体的裂纹间距，基体失效概率为：
其中，p(ξ＝σ,η＝lc)指复合材料总长度为lc、外加应力为σ时，基体的失效概率，σth为复合材料在制作过程中产生的残余热应力，σr为复合材料基体开裂的特征应力，σ*为基体的最小初始开裂应力，m为威布尔模量；采用蒙特卡洛法模拟得到在初始拉伸应力σ1作用下，长度lc的复合材料基体上产生的裂纹数k1，在(0,lc)之间产生k1个随机数，为k1个裂纹的分配位置；继续加载载荷增量为δσ，长度lc的复合材料在基体上产生的裂纹数增量为δk，若δk<1，则认为基体不会产生新的裂纹，若δk≥1则计算该复合材料总界面粘结区长度为lb，在总长度为(0,lb)的粘结区产生平均分布的δk个随机数，为新产生裂纹的位置，随着应力的增加，当界面没有粘结区时，基体裂纹将无法生成，此时基体裂纹数量将达到饱和，随着加载的进行会产生不相等的裂纹间距l，蒙特卡洛模拟思想如图1所示。
步骤二：确定氧气在单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹中扩散通道的宽度；
所述步骤二的具体步骤是：
基于经验公式，基体裂纹宽度为：
其中：d为温度为t时在外加应力为σ下的基体裂纹宽度，d0为常温下200mpa时基体裂纹宽度，t0为常温，δt为环境温度与常温的差值，ef为纤维的弹性模量，vm为基体的体积分数，αm,αf分别为基体、纤维的热膨胀系数；
每个载荷步区间内氧气在复合材料扩散通道的宽度等于加载应力为
步骤三：基于高温氧化环境下氧化动力学模型，获取每个加载应力下的单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度，界面氧化消耗长度及纤维因氧化而产生的缺口半径；判断基体裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度是否大于步骤二得到的氧气扩散通道宽度或者纤维因氧化而产生的缺口半径是否大于单向sic/sic复合材料界面层厚度，若大于，则认为氧气在后续加载中不会从该基体裂纹进入到复合材料内部，单向sic/sic复合材料在该裂纹处的纤维与界面不会再发生氧化；
所述步骤三的具体步骤为：
基于高温氧化动力学模型：
边界条件：
其中：rt为基体表面到纤维圆心的距离，y为裂纹坐标，z为界面坐标，
判断当前载荷步基体每个裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度
表2nicalon纤维和sic基体高温氧化参数
步骤四：根据界面摩擦滑移模型计算获得每个应力点下的界面滑移区分布；随后基于剪滞模型，确定单向sic/sic陶瓷基复合材料的应力应变关系曲线；
所述步骤四的具体步骤为：
根据步骤一计算出来的裂纹间距结合摩擦滑移模型计算脱粘区长度
其中：σ为外加应力，vf,vm分别为纤维、基体的体积分数，em,ef,ec分别为基体、纤维和复合材料的弹性模量，τ为界面剪应力，rf为纤维半径，
根据剪滞模型，确定每个单胞纤维应力分布，由于裂纹宽度远小于脱粘长度，忽略裂纹开口段上的纤维应力分布，认为每根纤维上的应力分布情况相同；在加载时纤维上存在氧化区、脱粘区和粘接区，任意一根纤维上应力分为以下几种情况：
初次加载时，若步骤一计算出来结果为无裂纹，则利用混合率公式计算应力应变：
若复合材料基体上有裂纹，裂纹随机分布在总长度为lc的复合材料上，每个单胞长度为lic，lic中的下标i表示第i个载荷步，下标c表示长度为lc的复合材料从左往右第c个单胞，每个单胞左右两侧应力分布相等，以单胞左侧裂纹面为原点，沿纤维方向为x轴，则可将单胞分为氧化区，正向滑移区，粘结区，氧化区长度为lr，正向滑移区长度为l11，粘结区长度为
其中：x为表示的是x轴上的坐标位置，
卸载时，基体不会产生新的裂纹，界面区可分为氧化区，反向滑移区，正向滑移区，粘结区,氧化区长度为lr，反向滑移区长度为lr11，正向滑移区长度为l12，脱粘区长度ld＝lr11 l12，则纤维应力σf(x)分布为：
其中：σf0为复合材料无损时纤维承担的轴向应力。
在加载时，若基体不产生新的裂纹，界面此时可分为氧化区，正向滑移区，反向滑移区，正向滑移区，粘结区，氧化区长度为lr，第一个正向滑移区长度为l21，反向滑移区长度为lr21，第二个正向滑移区长度为l22，脱粘区长度ld＝l21 lr21 l22，粘结区长度为
若基体产生新的裂纹，正向滑移区将前面卸载时产生的反向滑移区全部覆盖，界面左右两侧基体裂纹因开裂时间不同，导致氧化消耗的界面长度不一样，界面左侧因氧化消耗的长度为lrl，右侧界面消耗长度为lrr，左右两侧脱粘区长度为ld，与正向滑移区l21相等，非氧化段的界面中点的坐标为
复合材料应变等效为纤维的应变，则
步骤五：根据改进界面剪应力退化准则来模拟单向sic/sic陶瓷基复合材料界面的退化规律；
所述步骤五的具体步骤为：
根据界面剪应力退化准则模拟界面的退化失效规律：
其中：τi第i个加载峰值的界面剪应力，τ0是材料的初始界面剪应力，τmin是界面随着循环退化逐渐趋于稳定状态时候的剪应力，σa为当前载荷步前最大的外加载荷，ω,λ是经验参数，
其中：n2表示当前载荷步前出现的峰值的数量。
步骤六：判断应力是否加载完毕，若没有加载完毕则结合前面计算的结果，假设单向sic/sic复合材料初始纤维的强度分布符合双参数威布尔分布,计算纤维断裂失效百分数，将纤维体积百分数折减，按步骤五将界面剪应力折减，继续加载应力，返回步骤一；若应力加载完毕，则结束。
所述步骤六的具体步骤为：
在疲劳加载过程中，纤维会出现断裂失效行为，断裂纤维不能承载，假设初始纤维的强度分布符合双参数威布尔分布，在加载过程中计算出纤维承受的最大应力，认为纤维强度小于该应力的纤维发生断裂，基于全局分担模型，认为剩余纤维将分担所有应力，纤维的断裂概率p(i)为：
其中：mf为纤维强度分布威布尔模量，σ0表示纤维的特征强度，σfi表示第i步加载纤维的承受的最大应力，纤维在氧化过程中，纤维强度也会受到影响，根据断裂力学，当纤维缺陷尺寸δd<a时，认为纤维强度不会因为氧化而发生变化，当纤维缺陷尺寸δd≥a时，纤维参考强度如下：
其中：σ0(z)为纤维参考长度l0上的参考强度，ζ为氧化缺陷离氧化缺陷尺寸为临界缺陷尺寸a处的位置距裂纹长度，未发生氧化的纤维的参考强度
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：基于蒙特卡洛模拟单向sic/sic陶瓷基复合材料基体开裂方法，确定单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹密度及裂纹间距；
步骤二：确定氧气在单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹中扩散通道的宽度；
步骤三：基于高温氧化环境下氧化动力学模型，获取每个加载应力下的单向sic/sic陶瓷基复合材料基体裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度，界面氧化消耗长度及纤维因氧化而产生的缺口半径；判断基体裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度是否大于步骤二得到的氧气扩散通道宽度或者纤维因氧化而产生的缺口半径是否大于单向sic/sic复合材料界面层厚度，若大于，则认为氧气在后续加载中不会从该基体裂纹进入到复合材料内部，单向sic/sic复合材料在该裂纹处的纤维与界面不会再发生氧化；
步骤四：根据界面摩擦滑移模型计算获得每个应力点下的界面滑移区分布；随后基于剪滞模型，确定单向sic/sic陶瓷基复合材料的应力应变关系曲线；
步骤五：根据改进界面剪应力退化准则来模拟单向sic/sic陶瓷基复合材料界面的退化规律；
步骤六：判断应力是否加载完毕，若没有加载完毕则结合前面计算的结果，假设单向sic/sic复合材料初始纤维的强度分布符合双参数威布尔分布,计算纤维断裂失效百分数，将纤维体积百分数折减，按步骤五将界面剪应力折减，继续加载应力，返回步骤一；若应力加载完毕，则结束。
2.根据权利要求1所述的高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，其特征在于，所述步骤一的具体步骤是：
基于蒙特卡洛法模拟单向sic/sic复合材料的基体裂纹，确定初次加载时基体的裂纹间距，基体失效概率为：
其中，p(ξ＝σ,η＝lc)指复合材料总长度为lc、外加应力为σ时，基体的失效概率，σth为复合材料在制作过程中产生的残余热应力，σr为复合材料基体开裂的特征应力，σ*为基体的最小初始开裂应力，m为威布尔模量；采用蒙特卡洛法模拟得到在初始拉伸应力σ1作用下，长度lc的复合材料基体上产生的裂纹数k1，在(0,lc)之间产生k1个随机数，为k1个裂纹的分配位置；继续加载载荷增量为△σ，长度lc的复合材料在基体上产生的裂纹数增量为△k，若△k<1，则认为基体不会产生新的裂纹，若△k≥1则计算该复合材料总界面粘结区长度为lb，在总长度为(0,lb)的粘结区产生平均分布的△k个随机数，为新产生裂纹的位置，随着应力的增加，当界面没有粘结区时，基体裂纹将无法生成，此时基体裂纹数量将达到饱和，随着加载的进行会产生不相等的裂纹间距l。
3.根据权利要求2所述的高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，其特征在于，所述步骤二的具体步骤是：
基于经验公式，基体裂纹宽度为：
其中：d为温度为t时在外加应力为σ下的基体裂纹宽度，d0为常温下200mpa时基体裂纹宽度，t0为常温，△t为环境温度与常温的差值，ef为纤维的弹性模量，vm为基体的体积分数，αm,αf分别为基体、纤维的热膨胀系数；
每个载荷步区间内氧气在复合材料扩散通道的宽度等于加载应力为
4.根据权利要求3所述的高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，其特征在于，所述步骤三的具体步骤为：
基于高温氧化动力学模型：
边界条件：
其中：rt为基体表面到纤维圆心的距离，y为裂纹坐标，z为界面坐标，
判断当前载荷步基体每个裂纹处氧化层离裂纹壁面的厚度
5.根据权利要求4所述的高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，其特征在于，所述步骤四的具体步骤为：
根据步骤一计算出来的裂纹间距结合摩擦滑移模型计算脱粘区长度
其中：σ为外加应力，vf,vm分别为纤维、基体的体积分数，em,ef,ec分别为基体、纤维和复合材料的弹性模量，τ为界面剪应力，rf为纤维半径，
根据剪滞模型，确定每个单胞纤维应力分布，由于裂纹宽度远小于脱粘长度，忽略裂纹开口段上的纤维应力分布，认为每根纤维上的应力分布情况相同；在加载时纤维上存在氧化区、脱粘区和粘接区，任意一根纤维上应力分为以下几种情况：
初次加载时，若步骤一计算出来结果为无裂纹，则利用混合率公式计算应力应变：
若复合材料基体上有裂纹，裂纹随机分布在总长度为lc的复合材料上，每个单胞长度为lic，lic中的下标i表示第i个载荷步，下标c表示长度为lc的复合材料从左往右第c个单胞，每个单胞左右两侧应力分布相等，以单胞左侧裂纹面为原点，沿纤维方向为x轴，则将单胞分为氧化区，正向滑移区，粘结区，氧化区长度为lr，正向滑移区长度为l11，粘结区长度为
其中：x为表示的是x轴上的坐标位置，
卸载时，基体不会产生新的裂纹，界面区分为氧化区，反向滑移区，正向滑移区，粘结区,氧化区长度为lr，反向滑移区长度为lr11，正向滑移区长度为l12，脱粘区长度ld＝lr11 l12，则纤维应力σf(x)分布为：
其中：σf0为复合材料无损时纤维承担的轴向应力；
在加载时，若基体不产生新的裂纹，界面此时分为氧化区，正向滑移区，反向滑移区，正向滑移区，粘结区，氧化区长度为lr，第一个正向滑移区长度为l21，反向滑移区长度为lr21，第二个正向滑移区长度为l22，脱粘区长度ld＝l21 lr21 l22，粘结区长度为
若基体产生新的裂纹，正向滑移区将前面卸载时产生的反向滑移区全部覆盖，界面左右两侧基体裂纹因开裂时间不同，导致氧化消耗的界面长度不一样，界面左侧因氧化消耗的长度为lrl，右侧界面消耗长度为lrr，左右两侧脱粘区长度为ld，与正向滑移区l21相等，非氧化段的界面中点的坐标为
复合材料应变等效为纤维的应变，则
6.根据权利要求5所述的高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，其特征在于，所述步骤五的具体步骤为：
根据界面剪应力退化准则模拟界面的退化失效规律：
τi-τ0＝[1-exp(-ω((∫|dσ|)/σa)λ](τmin-τ0)
其中：τi第i个加载峰值的界面剪应力，τ0是材料的初始界面剪应力，τmin是界面随着循环退化逐渐趋于稳定状态时候的剪应力，σa为当前载荷步前最大的外加载荷，ω,λ是经验参数，
其中：n2表示当前载荷步前出现的峰值的数量。
7.根据权利要求6所述的高温氧化环境陶瓷基复合材料任意加卸载应力应变曲线预测方法，其特征在于，所述步骤六的具体步骤为：
在疲劳加载过程中，纤维会出现断裂失效行为，断裂纤维不能承载，假设初始纤维的强度分布符合双参数威布尔分布，在加载过程中计算出纤维承受的最大应力，认为纤维强度小于该应力的纤维发生断裂，基于全局分担模型，认为剩余纤维将分担所有应力，纤维的断裂概率p(i)为：
其中：mf为纤维强度分布威布尔模量，σ0表示纤维的特征强度，σfi表示第i步加载纤维的承受的最大应力，纤维在氧化过程中，纤维强度也会受到影响，根据断裂力学，当纤维缺陷尺寸δd<a时，认为纤维强度不会因为氧化而发生变化，当纤维缺陷尺寸δd≥a时，纤维参考强度如下：
其中：σ0(z)为纤维参考长度l0上的参考强度，ζ为氧化缺陷离氧化缺陷尺寸为临界缺陷尺寸a处的位置距裂纹长度，未发生氧化的纤维的参考强度
