[發(fā)明專利]一種基于試件表面溫度演化分析的金屬疲勞壽命預測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611183953.1
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106644781B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設計）人: 劉雪松;郭少飛;方明;逯地;程森
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N25/20
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 范光曄

1.一種基于試件表面溫度演化分析的金屬疲勞壽命預測方法，其特征在于，

采用保溫措施對待測試件進行保護，減少試件與疲勞試驗機卡具之間的熱傳導，對待測試件進行不同應力水平下的循環(huán)加載，采用接觸式測溫方法測量試件表面中心溫升演化曲線，當試件發(fā)生疲勞失效后，循環(huán)加載停止，試件進入自然冷卻過程，繼續(xù)采集試件表面的溫升演化曲線，直到試件表面溫升不再發(fā)生明顯的下降，根據試件在自然冷卻階段的溫升演化曲線，求得冷卻階段試件在單位時間內散失的熱量隨時間的變化規(guī)律，即獲得試件冷卻階段的熱散失率演化曲線；選取試件冷卻階段中的某一時刻，根據相應的溫升演化曲線和熱散失率演化曲線確定這一時刻的溫升值和熱散失率，確定二者的對應關系；重復這一過程，對試件冷卻過程中每個測量時刻進行處理，獲得整個冷卻過程中熱散失率和溫升的對應關系曲線，根據熱散失率和溫升的對應關系曲線確定臨界溫升值；其選取標準為在此溫升值之下試件的熱散失率明顯減小，將臨界溫升值作為選取試件初始溫升階段的標準來計算初始溫升斜率，其選取范圍為在循環(huán)加載的初始階段溫升值最低點到臨界溫升值之間，用計算得到的初始溫升斜率乘以相應的疲勞壽命，確定疲勞壽命預測模型參數，根據疲勞壽命預測模型對金屬材料的疲勞壽命進行預測，所述預測模型如下：N_f·R＝C，其中N_f為材料的疲勞壽命，R為初始溫升斜率，C為材料常數。

2.根據權利要求1所述的基于試件表面溫度演化分析的金屬疲勞壽命預測方法，其特征在于，試件所采用的材料為厚6mm的商用A7N01鋁合金板材。

3.根據權利要求1所述的基于試件表面溫度演化分析的金屬疲勞壽命預測方法，其特征在于，疲勞試驗設備為高頻拉壓疲勞試驗機，疲勞載荷為拉-拉載荷，循環(huán)特征系數為0.1，振動頻率為128Hz。