In this paper, the stress-rupture of fiber-reinforced ceramic-matrix composites (CMCs) with stochastic loading at intermediate temperature is investigated. There are four different stochastic loading sequences under stress-rupture are considered with different loading time and time spacing. The micro stress filed of the damaged CMCs, the damage models of the matrix cracking, fiber/matrix interface debonding, and fiber failure consider the stochastic loading and time-dependent interface and fiber oxidation. The damage evolution of the stress-rupture strain, fiber/matrix interface debonding length and interface oxidation length, and the broken fibers fraction versus the time curves of SiC/SiC composite subjected to four different stochastic loading sequences are analyzed. The effects of the fiber volume, matrix crack spacing, fiber/matrix interface debonding energy, fiber/matrix interface shear stress, and environmental temperature on the damage evolution and lifetime of SiC/SiC composite are discussed. The experimental damage evolution and lifetime of SiC/SiC composite under stress-rupture with stochastic loading are predicted. Under stress-rupture with stochastic loading, the stress-rupture lifetime decreases with the stress level, and the frequency of the stochastic loading; the stress-rupture lifetime increases with the fiber volume, and decreases with environmental temperature; and the time for the interface complete debonding increases with the fiber volume, matrix crack spacing, interface debonding energy and interface frictional shear stress in the slip and oxidation region, and decreases with the temperature.

本文研究了在中等温度下具有随机载荷的纤维增强陶瓷基复合材料（CMC）的应力破坏。应力断裂下有四种不同的随机加载顺序，它们具有不同的加载时间和时间间隔。损坏的CMC的微应力场，基体开裂，纤维/基体界面剥离和纤维破坏的损伤模型都考虑了随机载荷和随时间变化的界面以及纤维的氧化。分析了四种不同随机加载顺序下SiC / SiC复合材料的应力-断裂应变，纤维/基体界面剥离长度和界面氧化长度以及断裂纤维分数与时间曲线的损伤演化。纤维体积，基体裂纹间距，讨论了纤维/基体界面的剥离能，纤维/基体界面的剪切应力和环境温度对SiC / SiC复合材料损伤演化和寿命的影响。预测了随机载荷作用下SiC / SiC复合材料在应力破坏下的实验损伤演化和寿命。在具有随机载荷的应力断裂下，应力断裂寿命随应力水平的降低而降低，并且随机载荷的频率也随之降低。应力断裂寿命随纤维体积的增加而增加，随环境温度的降低而减小。界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。讨论了纤维/基体界面剪切应力，环境温度对SiC / SiC复合材料损伤演化和寿命的影响。预测了随机载荷作用下SiC / SiC复合材料在应力破坏下的实验损伤演化和寿命。在具有随机载荷的应力断裂下，应力断裂寿命随应力水平的降低而降低，并且随机载荷的频率也随之降低。应力断裂寿命随纤维体积的增加而增加，随环境温度的降低而减小。界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。讨论了纤维/基体界面剪切应力，环境温度对SiC / SiC复合材料损伤演化和寿命的影响。预测了随机载荷作用下SiC / SiC复合材料在应力破坏下的实验损伤演化和寿命。在具有随机载荷的应力断裂下，应力断裂寿命随应力水平的降低而降低，并且随机载荷的频率也随之降低。应力断裂寿命随纤维体积的增加而增加，随环境温度的降低而减小。界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。讨论了环境温度对SiC / SiC复合材料损伤演化和寿命的影响。预测了随机载荷作用下SiC / SiC复合材料在应力破坏下的实验损伤演化和寿命。在具有随机载荷的应力断裂下，应力断裂寿命随应力水平的降低而降低，并且随机载荷的频率也随之降低。应力断裂寿命随纤维体积的增加而增加，随环境温度的降低而减小。界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。讨论了环境温度对SiC / SiC复合材料损伤演化和寿命的影响。预测了随机载荷作用下SiC / SiC复合材料在应力破坏下的实验损伤演化和寿命。在具有随机载荷的应力断裂下，应力断裂寿命随应力水平的降低而降低，并且随机载荷的频率也随之降低。应力断裂寿命随纤维体积的增加而增加，随环境温度的降低而减小。界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。预测了随机载荷作用下SiC / SiC复合材料在应力破坏下的实验损伤演化和寿命。在具有随机载荷的应力断裂下，应力断裂寿命随应力水平的降低而降低，并且随机载荷的频率也随之降低。应力断裂寿命随纤维体积的增加而增加，随环境温度的降低而减小。界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。预测了随机载荷作用下SiC / SiC复合材料在应力破坏下的实验损伤演化和寿命。在具有随机载荷的应力断裂下，应力断裂寿命随应力水平的降低而降低，并且随机载荷的频率也随之降低。应力断裂寿命随纤维体积的增加而增加，随环境温度的降低而减小。界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。并随环境温度降低；界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。并随环境温度降低；界面完全脱胶的时间随着纤维体积，基体裂纹间距，界面脱胶能量和界面摩擦剪切应力在滑移和氧化区域的增加而增加，并随温度的降低而减少。