CN109855592B - 基体结合面粗糙度确定方法及装置、复合材料加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实例公开了一种基体结合面粗糙度确定方法、装置和复合材料加工方法。所述基体结合面粗糙度确定方法例如包括：建立复合材料界面结合强度数学模型；根据所述复合材料界面结合强度数学模型确定与目标界面结合强度对应的基体结合面粗糙度。本发明实施例可根据复合材料界面结合强度数学模型确定基体结合面的表面粗糙度以控制、提升复合材料的界面结合强度，提高复合材料性能。

Description

基体结合面粗糙度确定方法及装置、复合材料加工方法

技术领域

本发明涉及复合材料加工技术领域，尤其涉及一种基体结合面粗糙度 确定方法、一种基体结合面粗糙度确定装置和一种复合材料加工方法。

背景技术

随着航空航天工业和宇宙空间技术及民用行业技术的进步，复合材料 例如金属基复合材料获得惊人的发展。在航天、机器人、核反应堆等高技 术领域，复合材料起到了无法代替的作用。同时在民用工业中，复合材料 的应用领域十分广阔。但目前复合材料加工后、使用时，用户并不知道基 体和增强体之间的结合强度具体值，因而可能出现使用的复合材料的结合 强度不能满足使用工况的现象。当复合材料在使用时出现结合强度不足时，会引起材料脱落、开裂、整体材料报废或甚至更严重的后果。影响复合材 料界面结合强度的因素有很多，其中基体表面预处理状态例如基体结合面 粗糙度是非常重要的一个因素。但目前没有很好的方法来控制、提升金属 基复合材料结合强度以提高复合材料的性能，尽可能满足工业、生活需要。

发明内容

针对以上问题，本发明的实施例提供一种基体结合面粗糙度确定方法、 装置和一种复合材料加工方法，实现通过建立复合材料界面结合强度数学 模型确定基体结合面的表面粗糙度来控制、提升复合材料的界面结合强度 以提高复合材料性能。

一方面，本发明实施例提供的基体结合面粗糙度确定方法，包括：建 立复合材料界面结合强度数学模型；根据所述复合材料界面结合强度数学 模型确定与目标界面结合强度对应的基体结合面粗糙度。

在本发明的一个实施例中，所述建立复合材料界面结合强度数学模型 的步骤具体包括：根据基体弹性模量和和增强体弹性模量建立复合材料弹 性模量数学模型；基于所述复合材料弹性模量数学模型确定复合材料的界 面结合因子以得到复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学模型；获取 与不同基体结合面粗糙度对应的复合材料弹性模量数据、并根据所述复合 材料弹性模量数据建立复合材料弹性模量关于基体结合面粗糙度的数学模 型；根据所述复合材料弹性模量关于基体结合面粗糙度的数学模型和所述 复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学模型得到界面结合因子关于基 体结合面粗糙度的数学模型；根据复合材料的界面接触模型和所述界面结 合因子确定复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型；以及根据 所述复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型和所述界面结合因 子关于基体结合面粗糙度的数学模型确定复合材料界面主应力关于基体结 合面粗糙度的数学模型以作为复合材料界面结合强度数学模型。

在本发明的一个实施例中，所述复合材料弹性模量数学模型为：

其中，E为复合材料弹性模量，E₁为基体弹性模 量，E₂为增强体弹性模量，l₁为基体受力变形量，l₂为增强体受力变形量。

在本发明的一个实施例中，所述界面结合因子为：

其中，l₁为 基体受力变形量，l₂为增强体受力变形量。

在本发明的一个实施例中，所述复合材料的界面接触模型为锯齿形界 面接触模型。

在本发明的一个实施例中，所述复合材料界面主应力关于界面结合因 子的数学模型为：

其中，σ_主为复合材料界面主应 力，E₁为基体弹性模量，E₂为增强体弹性模量，η₁为基体厚度，η₂为增强 体厚度，ρ为过渡层的曲率半径，γ为所述界面结合因子。

另一方面，本发明实施例提供的一种基体结合面粗糙度确定装置，包 括：数学模型建立模块，用于建立复合材料界面结合强度数学模型；以及 粗糙度确定模块，用于根据所述复合材料界面结合强度数学模型确定与目 标界面结合强度对应的基体结合面粗糙度。

在本发明的一个实施例中，所述数学模型建立模块包括：第一建模单 元，用于根据基体弹性模量和和增强体弹性模量建立复合材料弹性模量数 学模型；第二建模单元，用于基于所述复合材料弹性模量数学模型确定复 合材料的界面结合因子以得到复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学 模型；第三建模单元，用于获取与不同基体结合面粗糙度对应的复合材料 弹性模量数据、并根据所述复合材料弹性模量数据建立复合材料弹性模量 关于基体结合面粗糙度的数学模型；第四建模单元，用于根据所述复合材 料弹性模量关于基体结合面粗糙度的数学模型和所述复合材料弹性模量关 于界面结合因子的数学模型得到界面结合因子关于基体结合面粗糙度的数 学模型；第五建模单元，用于根据复合材料的界面接触模型和所述界面结 合因子确定复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型；以及第六 建模单元，用于根据所述复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模 型和所述界面结合因子关于基体结合面粗糙度的数学模型确定复合材料界 面主应力关于基体结合面粗糙度的数学模型以作为复合材料界面结合强度 数学模型。

在本发明的一个实施例中，所述复合材料界面主应力关于界面结合因 子的数学模型为：

其中，E₁为基体弹性模量，E₂为增强体弹性模量，η₁为基体厚度，η₂为增强体厚度，ρ为过渡层的曲率 半径，γ为所述界面结合因子。

再一方面，本发明实施例提供的一种复合材料加工方法，包括：采用 前述的基体结合面粗糙度确定方法获得基体结合面的表面粗糙度；根据所 述表面粗糙度加工所述基体结合面；以及在所述基体结合面上成型增强体 得到具有所述目标界面结合强度的复合材料。

上述技术方案可以具有如下优点：本发明实施例通过建立复合材料的 界面结合强度数学模型，并根据所述界面结合强度数学模型确定所需要的 目标界面结合强度对应的基体结合面的表面粗糙度，然后根据基体结合面 的表面粗糙度加工基体结合面并得到具有目标界面结合强度的复合材料， 以实现通过控制基体结合面的表面粗糙度来控制、提高复合材料的界面结 合强度，从而整体提高复合材料的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种基体结合面粗糙度确定方法的 流程示意图；

图2为复合材料在弹性区间内的变形示意图；

图3为金属基复合材料界面示意图；

图4为本发明第二实施例提供的一种基体结合面粗糙度确定装置的结 构示意图；

图5为图4中的数学模型建立模块的结构示意图；

图6为本发明第三实施例提供的一种复合材料加工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。

第一实施例

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法 成型具有新性能的材料。不同性质的材料在性能上互相取长补短，产生协同 效应，使得复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。通 常复合材料由基体和增强体结合而成。基体上与增强体结合的表面为基体结 合面，增强体上与基体结合的表面为增强体结合面，基体结合面与增强体结 合面结合在一起共同形成界面。复合材料的基体分为金属和非金属两大类。 金属基体例如包括铝、镁、钢、钛及其合金等。非金属基体例如包括合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨或碳等。增强体例如包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、 芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝或硬质细粒等。另外，复 合材料成型的方法比较多。例如金属基复合材料成型方法例如包括固相成型 法。固相成型法是在低于基体熔点温度下，通过施加压力实现成型，例如包 括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。树脂基复合 材料的成型方法例如包括喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、热压罐成型、 隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型以及冲压成型等。

鉴于基体结合面粗糙度(即基体结合面的表面粗糙度)对复合材料的 界面结合强度影响较大、且目前复合材的界面结合强度的不确定性，本发 明第一实施例提供一种基体结合面粗糙度确定方法以确定基体结合面粗 糙度，达到控制、提升复合材料的界面结合强度的目的。

具体地，本发明实施例提供的基体结合面粗糙度确定方法包括：

S11:建立复合材料界面结合强度数学模型；

S13:根据所述复合材料界面结合强度数学模型确定与目标界面结合强 度对应的基体结合面粗糙度。

为便于理解本发明，下面对本实施例的基体结合面粗糙度确定方法的各 个步骤进行描述。

首先，建立复合材料界面结合强度数学模型。

具体地，根据基体弹性模量和和增强体弹性模量建立复合材料弹性模量 数学模型。由材料力学知识可知，在弹性变形区间内，基体和增强体的材料 变形与复合材料的变形例如拉伸变形符合平行四边形准则(参见图2)。假设 复合材料弹性模量为E，所受拉伸应力为σ，复合材料的应变为ε，基体的 应变为ε₁，基体的拉伸变形l₁，增强体的应变为ε₂，增强体的拉伸变形l₂。根 据应力-应变关系可得：

σ＝εE (1)

ε₂-ε＝l₂ (2)

ε₂-ε₁＝l₁+l₂ (3)

根据公式(1)、(2)和(3)建立复合材料弹性模量数学模型：

其中，E₁为基体弹性模量，E₂为增强体弹性模量。

基于公式(4)确定复合材料的界面结合因子γ：

将公式(5)代入公式(4)，得到复合材料弹性模量E关于结合因子γ的数学 模型：

获取与不同基体结合面粗糙度对应的复合材料弹性模量数据，并根据 复合材料弹性模量数据建立复合材料弹性模量关于基体结合面粗糙度的数 学模型。复合材料弹性模量数据可以通过历史数据直接获得，当然也可以 通过试验获得。此处的试验例如为复合材料的拉伸试验。例如首先加工具 有不同表面粗糙度的基体结合面，然后成型得到不同基体结合面粗糙度的 多个复合材料，之后将得到的多个复合材料制作成试样以供试验。试样尺 寸以及试验方法根据GB/T 228-2002的标准执行。以恒定载荷变化幅度对复 合材料试样施加载荷F，载荷F以恒定载荷变化幅度增大。恒定载荷变化幅 度可例如取0.5kN或2kN等。同时测量复合材料试样在载荷F的作用下变 形后的数据，并对数据进行相应的处理得到复合材料弹性模量数据。复合 材料弹性模量数据可按如下公式计算：

其中:ΔF为恒定载荷变化幅度，A为复合材料试样的横截面积，ΔL为复合材 料拉伸变形幅度；L为复合材料试样的总长度。

然后对复合材料弹性模量数据和基体材料表面粗糙度进行拟合例如最 小二乘法拟合得到复合材料弹性模量与基体结合面粗糙度的数据模型：

将公式(8)代入公式(6)，得到界面结合因子γ关于基体结合面粗糙度

的 数学模型：

根据复合材料的界面接触模型和所述界面结合因子确定复合材料界面 主应力关于界面结合因子的数学模型。具体地，在加工形成复合材料前，需 要先加工基体结合面。而基体结合面并非绝对平面，会存在微小的高低起伏， 因此结合界面为锯齿形界面。因此，复合材料的界面接触模型为锯齿形界面 接触模型。在基体和增强体结合界面处会形成一个过渡层，如图3所示。当 复合材料受到的拉应力大于结合界面的许用结合强度时，增强体就会从基体 上剥落下来。由于锯齿形界面上的微小锯齿没有规律性，因此结合界面上的 合力具有不确定性。取微小单元为研究对象，根据材料力学弯曲理论的平面 假设及界面结合因子，基体区域正应力σ₁和增强体区域正应力σ₂分别为：

σ₁＝1/1-γE₁y₁/ρ (10)

σ₂＝1/γE₂y₂/ρ (11)

其中，y₁为基体在厚度方向上任意一点到过渡层的距离，mm；y₂为增强体 在厚度方向上任意一点到过渡层的距离，mm；ρ为过渡层的曲率半径，mm。

由公式(10)、(11)可知，正应力与厚度方向上任一点到过渡层距离成正比。 将基体区域正应力σ₁和增强体区域正应力σ₂分别在各自的厚度区域内求平 均值

其中，η₁为基体的厚度，η₂为增强体的厚度。

因此，复合材料的界面主应力关于界面结合因子γ的数学模型为：

将公式(9)代入公式(14)得到复合材料的界面主应力关于基体结合 面粗糙度的数学模型：

复合材料的界面主应力与基体结合面粗糙度的数学模型，即为复合材料 界面强度数学模型。如此一来，当要求复合材料的界面结合强度达到目标界 面结合强度时，可通过公式(15)计算得到与目标界面结合强度对应的基体 结合面粗糙度。然后，根据与目标界面结合强度对应的基体结合面粗糙度加 工基体结合面、并成型得到具有目标界面结合强度的复合材料。具体地，当 要求复合材料的界面结合强度达到最大界面结合强度时，可通过公式(15) 计算得到与最大界面结合强度对应的最佳基体结合面粗糙度。然后，根据与最大界面结合强度对应的最佳基体结合面粗糙度加工基体结合面、并成型得 到具有最大界面结合强度的复合材料。

为便于更进一步理解本发明实施例，下面以一种金属基复合材料例如巴 式合金钢为例详细说明本发明实施例提供的基体结合面粗糙度确定方法。

巴式合金钢的基体为钢，增强体为巴式合金。钢弹性模量为206GPa， 巴式合金弹性模量为48GPa。

1)根据公式(4)得到巴式合金钢的弹性模量数学模型：

2)根据巴式合金钢弹性模量数学模型定义界面结合因子γ：

3)基于界面结合因子γ得到复合材料弹性模量关于界面结合因子γ的数 学模型，将公式(5)代入公式(4)中得公式(6)为：

4)通过拉伸试验获取与不同基体结合面粗糙度对应的巴式合金钢弹 性模量数据，从而得到界面结合因子γ与钢基体结合面粗糙度

的数学模 型。巴式合金钢复合材料试样尺寸和试验方法执行GB/T 228-2002标准。 拉伸试验中巴式合金钢试样中的钢的厚度η₁为8mm，巴式合金的厚度η₂为3mm。测量仪器采用市面上常见的微型试验机即可。试验得到的巴式 合金钢复合材料拉伸试验测量数据如下表1。利用逐差法对表1中的数 据进行处理，并运用公式(8)计算得到不同基体结合面粗糙度下的巴式合 金钢弹性模量数据，如表2所示。

表1巴式合金钢拉伸试验测量数据

表2巴式合金钢弹性模量数据

利用数学软件例如MATLAB并采用最小二乗曲线拟合思想对巴式 合金钢弹性模量数据与相对应的基体结合面粗糙度

的数学关系进行曲 线拟合，得到巴式合金钢弹性模量关于基体结合面粗糙度的数学模型(公 式8)：

把公式(8)代入公式(9)中，得到界面结合因子γ关于基体结合面粗糙 度

的数学模型(公式6)：

5)巴式合金钢界面接触模型为锯齿形界面。将得到的公式(6)代入 公式(14)得到巴式合金钢界面主应力关于基体结合面粗糙度的数学模型 (公式15)：

将所有参数值代入公式(15)计算不同基体结合面粗糙度下巴式合 金钢的界面结合主应力值，得到巴式合金钢的界面结合主应力理论值。 同时，采用有限元分析软件对巴式合金钢进行仿真分析得到巴式合金钢 界面结合主应力仿真值。界面结合主应力理论值与仿真值对照见表4。

表4巴式合金钢界面结合主应力理论值与仿真值对照

从表4可以看出，巴式合金钢界面结合主应力理论值与仿真值之间 的相对误差在14％左右，小于15％范围。分析其原因主要是由于巴式合 金钢的仿真模拟的前提是在理想情况下进行的，简化、忽略了诸多次要 因素，从而使得理论值和仿真值存在一定误差。

另外，根据公式(15)可计算出，当巴式合金钢中钢基体的表面粗 糙度为5.123μm时，界面结合主应力最大值为40.82MPa，也即当钢基体 结合面的表面粗糙度为5.123μm时，巴式合金钢的界面结合强度最大， 为40.82MPa，此时巴式合金钢的强度性能最优。

综上所述，本发明实施例提供的基体结合面粗糙度确定方法根据实际 工况需要通过复合材料界面强度数学模型确定基体结合面粗糙度，来控制 复合材料的界面结合强度，解决了现有技术中复合材料的界面结合强度不 确定的技术问题。进一步地，通过复合材料界面强度数学模型找出与最大 界面结合强度对应的基体结合面最佳表面粗糙度以加工得到具有最大界面 结合强度的复合材料，从而整体提高复合材料的性能，提高金属基复合材 料使用寿命，以满足工业和生活更高要求。此外，本发明实施例提供的基 于基体结合面粗糙度确定方法不仅仅用于金属基复合材料，可应用于基 体和增强体通过物理方法成型得到的其它复合材料，应用范围广，通用 性强。

第二实施例

如图4所示，本发明第二实施例提供一种基体结合面粗糙度确定装 置100。基体结合面粗糙度确定装置100包括数学模型建立模块110和粗 糙度确定模块130。数学模型建立模块110用于建立复合材料界面结合强度 数学模型。粗糙度确定模块130用于根据所述复合材料界面结合强度数学 模型确定与目标界面结合强度对应的基体结合面粗糙度。

具体地，如图5所示，数学模型建立模块110还包括：

第一建模单元111，用于根据基体弹性模量和和增强体弹性模量建立复 合材料弹性模量数学模型。

第二建模单元112，用于基于所述复合材料弹性模量数学模型确定复合 材料的界面结合因子以得到复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学模 型。

第三建模单元113，用于获取与不同基体结合面粗糙度对应的复合材料 弹性模量数据、并根据所述复合材料弹性模量数据建立复合材料弹性模量 关于基体结合面粗糙度的数学模型。

第四建模单元114，用于根据所述复合材料弹性模量关于基体结合面粗 糙度的数学模型和所述复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学模型得 到界面结合因子关于基体结合面粗糙度的数学模型。

第五建模单元115，用于根据复合材料的界面接触模型和所述界面结合 因子确定复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型。

第六建模单元116，用于根据所述复合材料界面主应力关于界面结合因 子的数学模型和所述界面结合因子关于基体结合面粗糙度的数学模型确定 复合材料界面主应力关于基体结合面粗糙度的数学模型以作为复合材料界 面结合强度数学模型。

本实施例提供的基体结合面粗糙度确定装置100的各模块和各单元 的具体实施过程与技术效果参见本发明第一实施例，此处不再赘述。

第三实施例

如图6所示，本发明第三实施例提供一种复合材料加工方法。具体 地，本实施例提供的复合材料加工方法包括：

S31:建立复合材料界面结合强度数学模型；

S33:根据所述复合材料界面结合强度数学模型确定与目标界面结合强 度对应的基体结合面粗糙度；

S35:根据所述基体结合面粗糙度加工基体结合面；以及

S37:在所述基体结合面上成型增强体得到具有所述目标界面结合强度 的复合材料。

值得一提的是，本实施例提供的复合材料加工方法中的步骤S31和 S33可直接采用本发明第一实施例提供的基体结合面粗糙度确定方法获 得与目标界面结合强度对应的基体结合面粗糙度。

另外，根据基体结合面粗糙度加工基体结合面，可例如通过机械加工 如铣削加工得到。在基体结合面上成型增强体得到具有目标界面结合强度 的复合材料，可例如通过粉末冶金方法将增强体成型到基体结合面上得到 具有目标界面结合强度的复合材料。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非 对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的 普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替 换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。

Claims (8)

1.一种基体结合面粗糙度确定方法，其特征在于，包括：

建立复合材料界面结合强度数学模型；

根据所述复合材料界面结合强度数学模型确定与目标界面结合强度对应的基体结合面粗糙度；

其中，所述建立复合材料界面结合强度数学模型的步骤具体包括：

根据基体弹性模量和和增强体弹性模量建立复合材料弹性模量数学模型；

基于所述复合材料弹性模量数学模型确定复合材料的界面结合因子以得到复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学模型；

获取与不同基体结合面粗糙度对应的复合材料弹性模量数据、并根据所述复合材料弹性模量数据建立复合材料弹性模量关于基体结合面粗糙度的数学模型；

根据所述复合材料弹性模量关于基体结合面粗糙度的数学模型和所述复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学模型得到界面结合因子关于基体结合面粗糙度的数学模型；

根据复合材料的界面接触模型和所述界面结合因子确定复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型；以及

根据所述复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型和所述界面结合因子关于基体结合面粗糙度的数学模型确定复合材料界面主应力关于基体结合面粗糙度的数学模型以作为复合材料界面结合强度数学模型。

2.如权利要求1所述的基体结合面粗糙度确定方法，其特征在于，所述复合材料弹性模量数学模型为：

其中，E为复合材料弹性模量，E₁为基体弹性模量，E₂为增强体弹性模量，l₁为基体受力变形量，l₂为增强体受力变形量。

3.如权利要求1所述的基体结合面粗糙度确定方法，其特征在于，所述界面结合因子为：

其中，l₁为基体受力变形量，l₂为增强体受力变形量。

4.如权利要求1所述的基体结合面粗糙度确定方法，其特征在于，所述复合材料的界面接触模型为锯齿形界面接触模型。

5.如权利要求1所述的基体结合面粗糙度确定方法，其特征在于，所述复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型为：

其中，σ_主为复合材料界面主应力，E₁为基体弹性模量，E₂为增强体弹性模量，η₁为基体厚度，η₂为增强体厚度，ρ为过渡层的曲率半径，γ为所述界面结合因子。

6.一种基体结合面粗糙度确定装置，其特征在于，包括：

数学模型建立模块，用于建立复合材料界面结合强度数学模型；以及

粗糙度确定模块，用于根据所述复合材料界面结合强度数学模型确定与目标界面结合强度对应的基体结合面粗糙度；

其中，所述数学模型建立模块包括：

第一建模单元，用于根据基体弹性模量和和增强体弹性模量建立复合材料弹性模量数学模型；

第二建模单元，用于基于所述复合材料弹性模量数学模型确定复合材料的界面结合因子以得到复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学模型；

第三建模单元，用于获取与不同基体结合面粗糙度对应的复合材料弹性模量数据、并根据所述复合材料弹性模量数据建立复合材料弹性模量关于基体结合面粗糙度的数学模型；

第四建模单元，用于根据所述复合材料弹性模量关于基体结合面粗糙度的数学模型和所述复合材料弹性模量关于界面结合因子的数学模型得到界面结合因子关于基体结合面粗糙度的数学模型；

第五建模单元，用于根据复合材料的界面接触模型和所述界面结合因子确定复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型；以及

第六建模单元，用于根据所述复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型和所述界面结合因子关于基体结合面粗糙度的数学模型确定复合材料界面主应力关于基体结合面粗糙度的数学模型以作为复合材料界面结合强度数学模型。

7.如权利要求6所述的基体结合面粗糙度确定装置，其特征在于，所述复合材料界面主应力关于界面结合因子的数学模型为：

其中，σ_主为复合材料界面主应力，E₁为基体弹性模量，E₂为增强体弹性模量，η₁为基体厚度，η₂为增强体厚度，ρ为过渡层的曲率半径，γ为所述界面结合因子。

8.一种复合材料加工方法，其特征在于，包括：

采用如权利要求1-5任意一项所述的基体结合面粗糙度确定方法获得基体结合面的表面粗糙度；

根据所述表面粗糙度加工所述基体结合面；以及

在所述基体结合面上成型增强体得到具有所述目标界面结合强度的复合材料。

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