[發明專利]一種用于材料損傷計算的方法

在審

• 申請號: 201710751231.X
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107729596A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 陳浩;楊亞莉;張勝偉;高坤
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01N23/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 王小榮

1.一種用于材料損傷計算的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將待測材料進行CT掃描，獲取材料內部微觀缺陷特性的二維連續切片圖像，并將二維切片圖像重構為包含微觀缺陷特性的三維模型，然后統計得到待測材料的掃描區域的材料體素N_m、裂紋體素數量N_c以及掃描區域某一截面上材料體素A_m和裂紋體素的數量A_c；

(2)通過Diego算法將步驟(1)獲取的參數計算得到待測材料掃描區域的孔隙率ρ和損傷面積分數r_a，然后得到最大的損傷面積分數

(3)將步驟(1)所得參數以及步驟(2)所得結算結果輸入MIMICS軟件，并通過MIMICS將步驟(1)的三維模型轉化為三維有限元模型，利用Abaqus進行損傷仿真分析，計算得到有效彈性模量；

(4)將步驟(3)有限元分析計算得到的有效彈性模量與數據庫進行比較，得到待測材料的疲勞損傷的程度。

2.根據權利要求1所述的一種用于材料損傷計算的方法，其特征在于，所述CT掃面為X-Ray CT掃描。

3.根據權利要求1所述的一種用于材料損傷計算的方法，其特征在于，從三維模型統計得到N_m、N_c、A_m和A_c采用VG Studio軟件統計得到。

4.根據權利要求1所述的一種用于材料損傷計算的方法，其特征在于，所述的Diego算法包括以下公式：

ρ=NcNc+Nm;]]>

ra=AcAc+Am;]]>

r^=arg maxi,j,kra;]]>

其中，i、j、k為掃描區域中相互垂直的三個方向。

5.根據權利要求1所述的一種用于材料損傷計算的方法，其特征在于，所述Abaqus軟件進行損傷仿真分析時采用以下公式計算得到：

E=F/AΔL/L;]]>

其中，F為待測材料使用時的加載力，A為試樣測試區橫截面積，L為試樣測試區長度，ΔL為待測材料所受應力下的縱向變形量。

6.根據權利要求1所述的一種用于材料損傷計算的方法，其特征在于，所述數據庫通過以下方法得到：取與待測材料相同材質的標準材料，進行階段性疲勞加載直至標準材料完全破壞，并計算每個階段的有效彈性模量，得到有效彈性模量與疲勞階段的對應關系，即為數據庫。

7.根據權利要求6所述的一種用于材料損傷計算的方法，其特征在于，所述待測材料的疲勞損傷的程度通過以下方法得到：將有限元分析計算得到的有效彈性模量與數據庫中的有效彈性模量進行比較，確定待測材料對應的疲勞階段。