[發明專利]用于馬氏體鋼的蠕變?疲勞壽命預測及其可靠性分析方法

在審

• 申請號: 201710422127.6
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107391903A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 紀冬梅;任建興;郭恒超;吳臻茂;孫權;戴晨
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 應小波

1.一種用于馬氏體鋼的蠕變-疲勞壽命預測及其可靠性分析方法，其特征在于，首先定義了機械功密度，其次推導了基于機械功密度的蠕變-疲勞壽命預測模型，并考慮應力及壽命的隨機性，最后提出蠕變-疲勞壽命的P-△WP-Nf曲線，給出了蠕變-疲勞壽命可靠行分析模型。

2.根據權利要求1所述的一種用于馬氏體鋼的蠕變-疲勞壽命預測及其可靠性分析方法，其特征在于，該方法具體為：

1)基于機械功密度的蠕變-疲勞壽命預測模型的推導；

(11)定義機械功密度，并推導應力控制的蠕變-疲勞循環載荷的機械功密度表達式；

(12)分析機械功密度與蠕變-疲勞壽命的關系；

(13)推導基于機械功密度的蠕變-疲勞壽命模型；

2)蠕變-疲勞壽命預測模型的可靠性分析；

(21)P-ΔW_p-N_f曲線的推導；

(22)隨機變量蠕變-疲勞壽命分布密度函數的確定；

(23)蠕變-疲勞壽命可靠度計算模型的推導。

3.根據權利要求2所述的一種用于馬氏體鋼的蠕變-疲勞壽命預測及其可靠性分析方法，其特征在于，所述的(11)定義機械功密度，并推導應力控制的蠕變-疲勞循環載荷的機械功密度表達式具體為：

壓縮載荷與拉伸載荷均會對材料造成損傷，從而降低材料的疲勞壽命，甚至壓縮保載作用下的疲勞壽命比拉伸狀態的壽命減少的更為明顯，基于此理論，構建了適用于應力控制的蠕變-疲勞交變載荷下的機械功密度模型，具體表達式如下：

Ew=Thtσmax-Thcσmin+T1+T22σmax2+σmin2Δσ,σmin≤0---(1)]]>

Ew=Thtσmax+(T1+T2+Thc)σmin+T1+T22Δσ,σmin>0---(2)]]>

將以上兩式合并為，

Ew=Thtσmax+(-1)k(T1+T2+Thc)σmin+T1+T22[σmax2+(-1)k+1σmin2σmax-(-1)k+1σmin+2σming(σmin)]---(3)]]>

其中：

k=2σmin>01σmin≤0]]>

g(σmin)=0σmin>01σmin≤0]]>

E_w為單個循環加載的應力沖量；

T_ht，T_hc分別為拉伸保載時間與壓縮保載時間；

T₁，T₂分別為循環載荷的加載與卸載時間；

σ_max，σ_min分別為循環載荷的最大值應力與最小值應力；

Δσ為循環載荷的應力范圍；

以上各式中E_w的單位為[Ns/m²]，應變速率的單位為[m/m·s]或[mm/mm·s]，的單位為[J/m³]或[J/mm³]，故與應變能密度單位一致，純蠕變的蠕變速率由三個階段組成，即應變快速減少階段、穩定階段和快速增加階段，在穩定階段，應變保持一穩定數值，且該階段占整個壽命的80％；對于蠕變-疲勞過程而言，每一循環的棘輪應變同樣表現為3個階段，即降低-穩定-上升，且穩定階段的棘輪應變保持一確定值，故定義為機械功密度，特指載荷控制的蠕變-疲勞的棘輪應變速率，

ΔWp=Ewϵ·---(4).]]>