[發(fā)明專利]利用基于枝晶臂間距和孔隙率的模型的疲勞壽命計(jì)算的材料屬性分布確定有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210059323.9 | 申請(qǐng)日： | 2012-03-08 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN103257214A | 公開（公告）日： | 2013-08-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | X.周;P.N.克雷珀;B.李;Q.王;A.奧 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司 |
| 主分類號(hào)： | G01N33/20 | 分類號(hào)： | G01N33/20 |
| 代理公司： | 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 原紹輝;楊楷 |
| 地址： | 美國(guó)密*** | 國(guó)省代碼： | 美國(guó);US |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說(shuō)明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 利用 基于 枝晶臂 間距 孔隙率 模型 疲勞 壽命 計(jì)算 材料 屬性 分布 確定 | ||
1.一種繪制鑄造部件內(nèi)材料屬性的節(jié)點(diǎn)方式分布的方法，所述方法包括：
構(gòu)造計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以包括：數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、至少一個(gè)處理單元、以及包含數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器和包含指令的存儲(chǔ)器中的至少一個(gè)，上述各項(xiàng)通過(guò)數(shù)據(jù)通信路徑彼此協(xié)作；
接收與完成后部件網(wǎng)格模擬和鑄件網(wǎng)格模擬兩者對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)作為到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入；
接收來(lái)自于材料屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的材料屬性信息作為到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入；
接收涉及凝固模擬部件和邊界條件的至少一個(gè)的信息作為到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入；
基于所述接收的凝固模擬部件和邊界條件中的至少一個(gè)以及所述接收的在所述鑄件網(wǎng)格模擬的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的材料屬性信息來(lái)確定用于凝固時(shí)間和凝固速率中的至少一個(gè)的值；
將所述確定的值與來(lái)自于所述完成后部件網(wǎng)格模擬的所述節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)整合；
通過(guò)校正所述接收的材料屬性信息中的節(jié)點(diǎn)方式差異的算法來(lái)計(jì)算至少材料屬性的近似值；以及
將所述近似的材料屬性映射到所述完成后部件網(wǎng)格模擬的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定凝固時(shí)間和凝固速率中的至少一個(gè)的值包括：基于所述確定的凝固時(shí)間和凝固速率的值來(lái)確定枝晶臂間距和孔隙率中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接收的材料屬性信息還被用作在所述完成后部件網(wǎng)格模擬的結(jié)構(gòu)分析中對(duì)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變的確定的輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括將所述映射的近似材料屬性與所述確定的應(yīng)力和應(yīng)變結(jié)合以作為疲勞分析的一部分，其中所述映射的近似材料屬性與所述完成后部件網(wǎng)格模擬的所述相應(yīng)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，與所述完成后部件網(wǎng)格模擬的所述相應(yīng)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述映射的近似材料屬性在實(shí)施所述疲勞分析之前與所述確定的應(yīng)力和應(yīng)變結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，與所述完成后部件網(wǎng)格模擬的所述相應(yīng)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述映射的近似材料屬性獨(dú)立于所述確定的應(yīng)力和應(yīng)變被引入到所述疲勞分析中。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述疲勞分析的疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命由下述方程來(lái)估計(jì)：
其中，C0和Cl是取決于材料的憑經(jīng)驗(yàn)確定的常量，aECD是在所述鑄件中形成的缺陷或孔隙的當(dāng)量圓直徑，Nf是疲勞壽命，σa是所施加的應(yīng)力，以及σL是由下述方程估計(jì)的所述鑄件的無(wú)限壽命疲勞強(qiáng)度：
其中，Y(aECD)是幾何校正因數(shù)，UR(aECD)是裂紋閉合校正，且Keff,th是用于所述鑄件中的材料的有效閾值應(yīng)力強(qiáng)度因數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述無(wú)限壽命疲勞強(qiáng)度σL遵循由下述方程給出的Weibull分布：
其中，P是在無(wú)限的周期數(shù)量下的失效概率，并且σ0和β是用于所述無(wú)限壽命疲勞強(qiáng)度σL的分布的Weibull參數(shù)。
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